RU2695266C1 - Расклинивающий наполнитель - Google Patents
Расклинивающий наполнитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695266C1 RU2695266C1 RU2016125307A RU2016125307A RU2695266C1 RU 2695266 C1 RU2695266 C1 RU 2695266C1 RU 2016125307 A RU2016125307 A RU 2016125307A RU 2016125307 A RU2016125307 A RU 2016125307A RU 2695266 C1 RU2695266 C1 RU 2695266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- proppant
- isocyanate
- particle
- polyurethane coating
- coating
- Prior art date
Links
- 239000000945 filler Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 156
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 claims abstract description 138
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims abstract description 81
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims abstract description 81
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims abstract description 60
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims abstract description 59
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 24
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 22
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- -1 alkylene glycol Chemical compound 0.000 claims description 17
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound CC(O)COC(C)COC(C)CO LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 claims description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 2
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 28
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 22
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 14
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 13
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 12
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 11
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 10
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 8
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 6
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 6
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 6
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical group 0.000 description 6
- QLAJNZSPVITUCQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,2-dioxathietane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)OCO1 QLAJNZSPVITUCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000001993 dienes Chemical group 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- PUAQLLVFLMYYJJ-UHFFFAOYSA-N 2-aminopropiophenone Chemical compound CC(N)C(=O)C1=CC=CC=C1 PUAQLLVFLMYYJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZBVOEVQTNYNNMY-UHFFFAOYSA-N O=P1=CCCC1 Chemical compound O=P1=CCCC1 ZBVOEVQTNYNNMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 3
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 description 3
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPGFMWPQXUXQRX-UHFFFAOYSA-N 3-amino-3-(4-fluorophenyl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CC(N)C1=CC=C(F)C=C1 CPGFMWPQXUXQRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YMKWWHFRGALXLE-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-phenyl-2,3-dihydro-1$l^{5}-phosphole 1-oxide Chemical compound C1CC(C)=CP1(=O)C1=CC=CC=C1 YMKWWHFRGALXLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101001105692 Homo sapiens Pre-mRNA-processing factor 6 Proteins 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100021232 Pre-mRNA-processing factor 6 Human genes 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical group 0.000 description 2
- 150000001414 amino alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- HIFVAOIJYDXIJG-UHFFFAOYSA-N benzylbenzene;isocyanic acid Chemical class N=C=O.N=C=O.C=1C=CC=CC=1CC1=CC=CC=C1 HIFVAOIJYDXIJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004231 fluid catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORTVZLZNOYNASJ-UPHRSURJSA-N (z)-but-2-ene-1,4-diol Chemical compound OC\C=C/CO ORTVZLZNOYNASJ-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 1,3-diisocyanatobenzene Chemical compound O=C=NC1=CC=CC(N=C=O)=C1 VGHSXKTVMPXHNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005059 1,4-Cyclohexyldiisocyanate Substances 0.000 description 1
- OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 1,4-diisocyanatobutane Chemical compound O=C=NCCCCN=C=O OVBFMUAFNIIQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 1,5-Naphthalene diisocyanate Chemical compound C1=CC=C2C(N=C=O)=CC=CC2=C1N=C=O SBJCUZQNHOLYMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOSIDVPNBKUUFA-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-2,3-dihydro-1$l^{5}-phosphole 1-oxide Chemical compound CCP1(=O)CCC=C1 IOSIDVPNBKUUFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCTWAAFIWRIEKH-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-4-methyl-2,3-dihydro-1$l^{5}-phosphole 1-oxide Chemical compound CCP1(=O)CCC(C)=C1 WCTWAAFIWRIEKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGYLMOJQAHXYCK-UHFFFAOYSA-N 1-methylimidazolidine Chemical class CN1CCNC1 VGYLMOJQAHXYCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YUQUHJGNZFFDAA-UHFFFAOYSA-N 1-phenyl-2,3-dihydro-1$l^{5}-phosphole 1-oxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1P1(=O)CCC=C1 YUQUHJGNZFFDAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 1-tert-butylperoxy-2-propan-2-ylbenzene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1OOC(C)(C)C WVGXBYVKFQJQGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminotoluene Chemical compound CC1=CC=C(N)C=C1N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXGNHEUFHNJWDY-UHFFFAOYSA-N 2,5-dihydro-1h-phosphole Chemical class C1PCC=C1 JXGNHEUFHNJWDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOCCN(C)C GTEXIOINCJRBIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTPYFJNYAMXZJG-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethoxy)phenoxy]ethanol Chemical compound OCCOC1=CC=C(OCCO)C=C1 WTPYFJNYAMXZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCCl OXYZDRAJMHGSMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXLINXBIWJYFNR-UHFFFAOYSA-N 4-phenylpyridine-2-carbonitrile Chemical compound C1=NC(C#N)=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 TXLINXBIWJYFNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000723418 Carya Species 0.000 description 1
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 241000282346 Meles meles Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 238000013494 PH determination Methods 0.000 description 1
- ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N Pentane-1,5-diol Chemical compound OCCCCCO ALQSHHUCVQOPAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 description 1
- BWVAOONFBYYRHY-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)phenyl]methanol Chemical compound OCC1=CC=C(CO)C=C1 BWVAOONFBYYRHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical class C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N allene Chemical compound C=C=C IYABWNGZIDDRAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001793 charged compounds Polymers 0.000 description 1
- 239000002666 chemical blowing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 239000012050 conventional carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- PKTOVQRKCNPVKY-UHFFFAOYSA-N dimethoxy(methyl)silicon Chemical compound CO[Si](C)OC PKTOVQRKCNPVKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- REZZEXDLIUJMMS-UHFFFAOYSA-M dimethyldioctadecylammonium chloride Chemical class [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC REZZEXDLIUJMMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethanethiol Chemical compound CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N n-octadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 description 1
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical class [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(phenyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C1=CC=CC=C1 ZNOCGWVLWPVKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004072 triols Chemical class 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
- C08G18/6576—Compounds of group C08G18/69
- C08G18/6582—Compounds of group C08G18/69 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
- C08G18/6588—Compounds of group C08G18/69 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
- C08G18/69—Polymers of conjugated dienes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
- C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- 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
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
-
- 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
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
-
- 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
- C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/885—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к расклинивающему наполнителю, используемому при гидравлическом разрыве подземного пласта. Расклинивающий наполнитель для гидравлического разрыва подземного пласта, содержащий частицу, находящуюся в количестве от 90 до 99,5 мас. % в пересчете на общую массу указанного наполнителя, и полиуретановое покрытие, расположенное на указанной частице и находящееся в количестве от 0,5 до 10 мас. % в пересчете на общую массу указанного наполнителя, где полиуретановое покрытие содержит продукт реакции изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента, содержащего полидиеновый полиол и удлинитель цепей с гидрокси-функциональностью более 1,5 и не более 4. Способ получения указанного выше наполнителя, включающий объединение изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента, содержащего полидиеновый полиол, и удлинителя цепей с гидрокси-функциональностью более 1,5 и не более 4 с получением реакционной смеси и нанесение покрытия из реакционной смеси на частицу для получения расклинивающего наполнителя, содержащего частицу и полиуретановое покрытие, расположенное на ней. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – повышение качества расклинивающего наполнителя. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 10 пр., 3 табл.
Description
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится в общем к расклинивающему наполнителю и способу получения расклинивающего наполнителя. Более конкретного, настоящее изобретение относится к расклинивающему наполнителю, который содержит частицу и полиуретановое покрытие, расположенное на частице, и который используют при гидравлическом разрыве подземного пласта.
Описание уровня техники настоящего изобретения
Внутренние потребности в энергии на данный момент превышают количество легкодоступных энергоносителей, что еще больше увеличивает зависимость от зарубежных нефтяных топлив, таких как нефть и газ. В то же время существующие энергоносители в значительной степени недоиспользуются, отчасти из-за неэффективных способов добычи нефти и газа и ухудшения качества сырьевых материалов, таких как неочищенные нефтяные топлива.
Нефтяные топлива обычно добывают из подземных пластовых резервуаров посредством скважины. Нефтяные топлива на данный момент добывают из малопроницаемых коллекторов посредством гидравлического разрыва подземных пластов, например, тела породы с различными степенями пористости и проницаемости. Гидравлический разрыв повышает производительность путем создания трещин, которые расходятся от подземного пластового резервуара или скважины, и обеспечивает увеличенные каналы потока для нефтяных топлив. При гидравлическом разрыве специально разработанные жидкости-носители закачивают под высоким давлением и с высокой скоростью в подземный пластовый резервуар, чтобы вызывать растрескивание подземных пластов. Расклинивающий агент, т.е. расклинивающий наполнитель, смешивают с жидкостями-носителями для сохранения трещин раскрытыми, когда гидравлический разрыв завершают. Расклинивающий наполнитель обычно содержит частицу и покрытие, расположенное на частице. Расклинивающий наполнитель остается на месте в трещинах, когда убирают высокое давление, и при этом поддерживает трещины открытыми для увеличения потока нефтяного топлива в скважину. Следовательно, расклинивающий наполнитель увеличивает добычу нефтяного топлива путем создания укрепленных каналов с высокой проницаемостью, через которые может течь нефтяное топливо.
Однако, многие существующие расклинивающие наполнители проявляют недостаточную термоустойчивость к применениям с высокими температурами и давлениями, например, в скважинах и подземных пластовых резервуарах с температурами свыше чем приблизительно 21,1°С (70°F) и давлениями, т.е. вызывающими смыкание трещины давлениями, свыше чем приблизительно 51,7 МПа (7500 фунтов/кв. дюйм). В качестве примера высокотемпературного применения отметим, что некоторые скважины и подземные пластовые резервуары в разных странах характеризуются температурами от приблизительно 190,6°С (375°F) до приблизительно 282,2°С (540°F). В качестве примера применения с высоким давлением отметим, что некоторые скважины и подземные пластовые резервуары в разных странах характеризуются вызывающими смыкание трещины давлениями, которые превышают приблизительно 82,7 МПа (12000 фунтов/кв. дюйм) или даже приблизительно 96,5 МПа (14000 фунтов/кв. дюйм). В связи с этим многие существующие расклинивающие наполнители, которые содержат покрытия, имеют покрытия, такие как эпоксидные или фенольные покрытия, которые плавятся, разлагаются и/или скалываются с частицы неконтролируемым образом под воздействием таких высоких температур и давлений.
Кроме того, многие существующие расклинивающие наполнители содержат покрытия с недостаточным сопротивлением раздавливанию. А именно, многие существующие расклинивающие наполнители содержат неоднородные покрытия, которые содержат дефекты, такие как зазоры или углубления, которые способствуют преждевременному разрушению и/или сползанию покрытия. Поскольку покрытие обычно обеспечивает амортизирующий эффект для расклинивающего наполнителя и равномерно распределяет высокие давления по расклинивающему наполнителю, преждевременное разрушение и/или сползание покрытия ухудшает сопротивление раздавливанию расклинивающего наполнителя. Раздавленные расклинивающие наполнители не могут эффективно поддерживать трещины открытыми и часто составляют часть примесей в неочищенных нефтяных топливах в виде частиц пыли.
Кроме того, многие существующие расклинивающие наполнители также дают непрогнозируемые укрупненные структуры и допускают недостаточную проницаемость в скважинах, т.е. степень, до которой расклинивающий наполнитель обеспечивает поток нефтяных топлив. Т.е. многие существующие расклинивающие наполнители характеризуются низкой проницаемостью и препятствуют потоку нефтяного топлива. Кроме того, многие существующие расклинивающие наполнители объединяются в агрегированные, практически твердые, непроницаемые массы расклинивающего наполнителя и препятствуют требуемому потоку и добыче нефтяных топлив из подземных пластовых резервуаров.
Также многие существующие расклинивающие наполнители не совместимы с жидкостями-носителями с низкой вязкостью, характеризующимися вязкостями менее чем приблизительно 3000 сПз при 80°С. Жидкости-носители с низкой вязкостью обычно закачивают в скважины под более высокими давлениями, чем жидкости-носители с высокой вязкостью, для обеспечения надлежащего растрескивания подземного пласта. Следовательно, многие существующие покрытия механически разрушаются, т.е. скалываются с частицы, под воздействием высоких давлений или химически реагируют с жидкостями-носителями с низкой вязкостью и разлагаются. Например, многие существующие расклинивающие наполнители, в частности расклинивающие наполнители, содержащие полиуретан, не проявляют достаточную гидролитическую устойчивость и стремятся разлагаться или разрушаться под воздействием воды, обычной жидкости-носителя, в частности при повышенных температурах и давлениях.
Наконец, на многие существующие расклинивающие наполнители покрытия наносят посредством неэкономичных процессов нанесения покрытия, и это, таким образом, способствует увеличению производственной себестоимости. Т.е. многие существующие расклинивающие наполнители требуют множества слоев покрытий, что приводит к продолжительным и дорогостоящим процессам нанесения покрытия.
Из-за несовершенностей существующих расклинивающих наполнителей остается возможность обеспечения улучшенного расклинивающего наполнителя.
Краткое описание настоящего изобретения и преимущества
Настоящее изобретение обеспечивает расклинивающий наполнитель для гидравлического разрыва подземного пласта. Расклинивающий наполнитель содержит частицу, присутствующую в количестве от приблизительно 90 до 99,5 масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя, и полиуретановое покрытие, расположенное на частице и присутствующее в количестве от приблизительно 0,5 до 10 масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя. Полиуретановое покрытие содержит продукт реакции изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента, содержащего полидиеновый полиол.
Полиуретановое покрытие расклинивающего наполнителя настоящего изобретения можно получать эффективно, например, на месте в скважине, при температурах окружающей среды, в течение минимального времени и пр. Кроме того, полиуретановое покрытие гидролитически устойчиво за счет полидиенового полиола. В связи с этим полиуретановое покрытие настоящего изобретения характеризуется превосходными свойствами при использовании в композициях для гидравлического разрыва, содержащих воду.
Подробное описание настоящего изобретения
Настоящее изобретение включает расклинивающий наполнитель, способ получения или приготовления расклинивающего наполнителя, способ гидравлического разрыва подземного пласта и способ фильтрования жидкости. Расклинивающий наполнитель обычно используют совместно с жидкостью-носителем для гидравлического разрыва подземного пласта, который определяет подземный пластовый резервуар (например, скважину или сам пластовый резервуар). Здесь расклинивающий наполнитель поддерживает трещины в подземном пласте открытыми после гидравлического разрыва. Согласно одному варианту осуществления расклинивающий наполнитель можно также использовать для фильтрации неочищенных нефтяных топлив, например, сырой нефти, в трещинах для улучшения качества сырья для нефтеперерабатывающих заводов. Однако, следует принимать во внимание, что расклинивающий наполнитель настоящего изобретения может также иметь другие применения помимо гидравлического разрыва и фильтрации сырой нефти, включая, помимо прочего, фильтрацию воды и искусственное покрытие.
Расклинивающий наполнитель содержит частицу и полиуретановое покрытие, расположенное на частице. При использовании в настоящем документе выражение «расположенный на» охватывает полиуретановое покрытие, расположенное на частице, а также охватывает как частичное, так и полное покрытие частицы полиуретановым покрытием. Частицу покрывают полиуретановым покрытием до такой степени, которая достаточна для изменения свойств частицы, например, для образования частицы с полиуретановым покрытием на ней, которую можно эффективно использовать в качестве расклинивающего наполнителя. В связи с этим любой конкретный образец расклинивающего наполнителя обычно включает частицы с полиуретановым покрытием, расположенным на них, и полиуретановое покрытие обычно располагается на достаточно большой площади поверхности каждой отдельной частицы, так что образец расклинивающего наполнителя может эффективно поддерживать открытые трещины в подземном пласте при и после гидравлического разрыва, фильтрации сырой нефти и пр. Полиуретановое покрытие описано дополнительно ниже.
Хотя частица может быть любого размера, частица обычно характеризуется распределением частиц по размерам от приблизительно 10 до 100 меш, альтернативно от приблизительно 20 до 70 меш, что измерено согласно стандартным техникам определения размеров при помощи набора сит, применяемого в Соединенных Штатах. Т.е. частица обычно характеризуется размером частицы от приблизительно 149 до 2000, альтернативно от приблизительно 210 до 841, мкм. Частицы с такими размерами частиц обеспечивают использование меньшего количества полиуретанового покрытия, обеспечивают нанесение полиуретанового покрытия на частицу с меньшей вязкостью и обеспечивают расположение полиуретанового покрытия на частице с большей однородностью и целостностью по сравнению с частицами с другими размерами частиц.
Хотя форма частицы не важна, частицы со сферической формой обычно придают меньшее увеличение вязкости композиции для гидравлического разрыва, чем частицы других форм, как указано более подробно ниже. Композиция для гидравлического разрыва представляет собой смесь, содержащую жидкость-носитель и расклинивающий наполнитель. Обычно частица или круглая, или практически сферическая.
Частица присутствует в расклинивающем наполнителе в количестве от приблизительно 90 до 99,5, альтернативно от приблизительно 94 до 99,3, альтернативно от приблизительно 96 до 99, масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя. Количество частицы, присутствующее в расклинивающем наполнителе, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах.
Частица обычно содержит менее чем приблизительно 1 масс. % влаги в пересчете на общую массу частицы. Частицы, содержащие больше чем приблизительно 1 масс. % влаги, обычно препятствуют техникам получения конкретных размеров и препятствуют нанесению однородного покрытия на частицу.
Подходящие частицы для целей настоящего изобретения включают любую известную частицу для использования при гидравлическом разрыве, фильтрации воды или получении искусственного покрытия. Неограничивающие примеры подходящих частиц включают минералы, керамику, такую как спеченные керамические частицы, пески, скорлупу ореха, гравий, шахтные отходы, угольную золу, породы (такие как боксит), шлак плавильной печи, диатомитовую землю, измельченный древесный уголь, слюду, древесные опилки, древесную стружку, смолистые частицы, полимерные частицы и их комбинации. Следует принимать во внимание, что другие частицы, не указанные в настоящем документе, могут быть также подходящими для целей настоящего изобретения.
Песок является предпочтительной частицей и при использовании в данной технологии обычно называется песком для ГРП или гидроразрыва. Примеры подходящих песков включают, помимо прочего, песок из Баджера, песок из Брейди, песок от компании «NorthernWhitesand», песок из Хикори в Техасе и песок из Оттавы. На основании стоимости и доступности неорганические материалы, такие как песок и спеченные керамические частицы, обычно предпочтительны для применений, не требующих фильтрации.
Конкретным примером песка, который является подходящим в качестве частицы для целей настоящего изобретения, является песок из Оттавы, коммерчески доступный от компании «U.S. SilicaCompany» из Беркли-Спрингс, Западная Виргиния. Еще одним конкретным примером песка, который является подходящим в качестве частицы для целей настоящего изобретения, является песок из Висконсина, коммерчески доступный от компании «BadgerMiningCorporation» из Берлина, Висконсин. Особенно предпочтительными песками для применения в настоящем изобретении являются пески из Оттавы и Висконсина. Можно использовать пески из Оттавы и Висконсина различных размеров, таких как 30/50, 20/40, 40/70 и 70/140.
Конкретные примеры подходящих спеченных керамических частиц включают, помимо прочего, оксид алюминия, диоксид кремния, боксит и их комбинации. Спеченная керамическая частица может также включать глинообразные связующие.
Активное средство может также быть включено в частицу. В данном контексте подходящие активные средства включают, помимо прочего, органические соединения, микроорганизмы и катализаторы. Конкретные примеры микроорганизмов включают, помимо прочего, анаэробные микроорганизмы, аэробные микроорганизмы и их комбинации. Подходящий микроорганизм для целей настоящего изобретения коммерчески доступен от компании «LUCA Technologies» из Голдена, Колорадо. Конкретные примеры подходящих катализаторов включают катализаторы для флюид-каталитического крекинга, катализаторы гидрообработки и их комбинации. Катализаторы для флюид-каталитического крекинга обычно выбирают для применений, требующих получения нефтяного газа и/или бензина из сырой нефти. Катализаторы гидрообработки обычно выбирают для применений, требующих получения бензина и/или керосина из сырой нефти. Следует также принимать во внимание, что другие катализаторы, органические или неорганические, не указанные в настоящем документе, могут быть также подходящими для целей настоящего изобретения.
Такие дополнительные активные средства обычно предпочтительны для применений, требующих фильтрации. В качестве одного примера пески и спеченные керамические частицы обычно пригодны в качестве частицы для поддержки и расклинивания открытых трещин в подземном пласте, который определяет подземный пластовый резервуар, и в качестве активного средства микроорганизмы и катализаторы обычно пригодны для удаления примесей из сырой нефти или воды. Таким образом, комбинация песков/спеченных керамических частиц и микроорганизмов/катализаторов в качестве активных средств является особенно предпочтительной для фильтрации сырой нефти или воды.
Подходящие частицы для целей настоящего изобретения могут даже быть образованы из смол и полимеров. Конкретные примеры смол и полимеров для частицы включают, помимо прочего, полиуретаны, поликарбодиимиды, полиуретаны, акрилаты, поливинилпирролидоны, акрилонитрилбутадиенстиролы, полистиролы, поливинилхлориды, фторполимеры, полисульфиды, нейлон, полиамидимиды и их комбинации.
Как указано выше, расклинивающий наполнитель содержит полиуретановое покрытие, расположенное на частице. Полиуретановое покрытие выбирают на основании желаемых свойств и предполагаемых рабочих условий расклинивающего наполнителя. Полиуретановое покрытие может давать частице защиту от рабочих температур и давлений в подземном пласте и/или подземном пластовом резервуаре. Кроме того, полиуретановое покрытие может защищать частицу от вызывающих смыкание трещины давлений, действующих со стороны подземного пласта. Полиуретановое покрытие может также защищать частицу от условий окружающей среды и минимизировать разрушение и/или истирание в пыль частицы. Согласно некоторым вариантам осуществления полиуретановое покрытие может также давать расклинивающему наполнителю желаемую химическую активность и/или фильтрационную способность.
В настоящем изобретении описана полиуретановая система для образования полиуретанового покрытия, содержащая изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент. Обычно систему обеспечивают в виде двух или более отдельных компонентов, таких как изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом (или смолистый) компонент, т.е. в виде двухкомпонентной (или 2К) системы, которая описана подробно ниже. Следует принимать во внимание, что ссылка на изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент при использовании в настоящем документе представлена только для установления исходной точки для расположения отдельных компонентов системы и для установления массовых частей. В связи с этим не следует толковать настоящее изобретение как ограниченное только 2К системой. Например, все отдельные компоненты системы можно сохранять отдельно друг от друга.
Конечно, полиуретановое покрытие содержит продукт реакции изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатомкомпонента. Изоцианатный компонент может содержать алифатические изоцианаты, ароматические, полимерные изоцианаты или их комбинации. Изоцианатный компонент обычно содержит несколько различных изоцианатов, например, полимерный дифенилметандиизоцианат и 4,4'-дифенилметандиизоцианат.Согласно различным вариантам осуществления изоцианат выбирают из группы дифенилметандиизоцианатов (MDI), полимерных дифенилметандиизоцианатов (pMDI), толуолдиизоцианатов (TDI), гексаметилендиизоцианатов (HDI), изофорондиизоцианатов (IPDI) и их комбинаций.
Изоцианат может представлять собой изоцианатный преполимер. Изоцианатный преполимер обычно представляет собой продукт реакции изоцианата и полиола и/или полиамина. Изоцианат, используемый в преполимере, может представлять собой любой изоцианат, описанный выше. Полиол, используемый для образования преполимера, обычно выбирают из группы этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутандиола, глицерина, триметилолпропана, триэтаноламина, пентаэритрита, сорбита, биополиолов и их комбинаций. Полиамин, используемый для образования преполимера, обычно выбирают из группы этилендиамина, толуолдиамина, диаминодифенилметана и полиметиленполифениленполиаминов, аминоспиртов и их комбинаций. Примеры подходящих аминоспиртов включают этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин и их комбинации.
Конкретные изоцианаты, которые можно включать в изоцианатную композицию и можно использовать для получения полиуретанового покрытия, включают, помимо прочего, толуолдиизоцианат; 4,4'-дифенилметандиизоцианат; м-фенилендиизоцианат; 1,5-нафталиндиизоцианат; 4-хлор-1;3-фенилендиизоцианат; тетраметилендиизоцианат; гексаметилендиизоцианат; 1,4-дициклогексилдиизоцианат; 1,4-циклогексилдиизоцианат, 2,4,6-толуилентриизоцианат, 1,3-диизопропилфенилен-2,4-диизоцианат; 1-метил-3,5-диэтилфенилен-2,4-диизоцианат; 1,3,5-триэтилфенилен-2,4-диизоцианат; 1,3,5-триизопропилфенилен-2,4-диизоцианат; 3,3'-диэтилбисфенил-4,4'-диизоцианат; 3,5,3',5'-тетраэтилдифенилметан-4,4'-диизоцианат; 3,5,3',5'-тетраизопропилдифенилметан-4,4'-диизоцианат; 1-этил-4-этоксифенил-2,5-диизоцианат; 1,3,5-триэтилбензол-2,4,6-триизоцианат; 1-этил-3,5-диизопропилбензол-2,4,6-триизоцианат и 1,3,5-диизопропилбензол-2,4,6-триизоцианат.Другие подходящие полиуретановые покрытия можно также получать из ароматических диизоцианатов или изоцианатов с одним или двумя арильными, алкильными, аралкильными или алкокси-заместителями, причем по меньшей мере один из этих заместителей имеет по меньшей мере два атома углерода.
Изоцианатный компонент обычно имеет содержание NCO от приблизительно 20 до 45, альтернативно от приблизительно 25 до 35, масс. % при тестировании согласно DIN EN ISO 11909 и вязкость при 25°С от приблизительно 5 до 800, альтернативно от приблизительно 10 до 400, альтернативно от приблизительно 15 до 250, альтернативно от приблизительно 180 до 220, мПа с при тестировании согласно DIN EN ISO 3219.
Подходящие изоцианаты коммерчески доступны от компании «BASF Corporation)) из Флорхем Парк, Нью-Джерси, под торговым наименованием LUPRANATE®.
Согласно различным вариантам осуществления изоцианатный компонент содержит мономерныйи полимерный изоцианат. Например, согласно одному варианту осуществления изоцианатный компонент содержит полимерный дифенилметандиизоцианат и 4,4'-дифенилметандиизоцианат и имеет содержание NCO приблизительно 33,5 масс. %.
Изоцианатный компонент обычно реагирует с образованием полиуретанового покрытия в количестве от приблизительно 10 до 90, альтернативно от приблизительно 20 до 75, альтернативно от приблизительно 30 до 60, масс. % в пересчете на общую массу всех компонентов, используемых для образования полиуретанового покрытия. Конечно, количество изоцианатного компонента, реагирующего с образованием полиуретанового покрытия, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах. Кроме того, следует принимать во внимание, что более одного изоцианата можно включать в изоцианатный компонент, в случае чего общее количество всех включенных изоцианатов находится в пределах вышеуказанных диапазонов.
Реагирующий с изоцианатом компонент содержит полиол, который реагирует с изоцианатным компонентом. В частности, реагирующий с изоцианатом компонент содержит полиолефиновый полиол. Согласно одному варианту осуществления полиолефиновый полиол представляет собой полидиеновый полиол. Конечно, реагирующий с изоцианатом компонент обычно содержит полидиеновый полиол и может содержать дополнительные полиолы, т.е. один или более дополнительных полиолов. Для целей настоящего изобретения выражение «полиол» используют для описания молекулы, которая содержит одну или более гидроксильных функциональных групп, обычно по меньшей мере две гидроксильные функциональные группы, и характеризуется среднечисленной молекулярной массой более 400 г/моль.
Реагирующий с изоцианатом компонент содержит полиолефиновый полиол. Полиолефиновый полиол обычно имеет номинальную функциональность более чем приблизительно 1,5, альтернативно от приблизительно 1,5 до 5, альтернативно от приблизительно 1,6 до 3, альтернативно от приблизительно 1,9 до 3, альтернативно приблизительно 2. Согласно одному варианту осуществления полиолефиновый полиол имеет гидроксил на конце.
Полиолефиновый полиол обычно имеет среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 400 до 15000, альтернативно от приблизительно 400 до 11000, альтернативно от приблизительно 400 до 7000, альтернативно от приблизительно 400 до 3000, альтернативно от приблизительно 400 до 2500, альтернативно от приблизительно 750 до 2300, альтернативно от приблизительно 1000 до 2200, г/моль и вязкость при 25°С от приблизительно 5 до 200, альтернативно от приблизительно 5 до 100, альтернативно от приблизительно 10 до 90, Па⋅с при 25°С при тестировании согласно DIN EN ISO 3219.
Полиолефиновый полиол обычно присутствует в реагирующем с изоцианатом компоненте в количестве от более чем приблизительно 0 до менее чем приблизительно 95 масс. % в пересчете на общую массу указанного реагирующего с изоцианатом компонента, альтернативно от приблизительно 10 до 95, альтернативно от приблизительно 30 до 90, альтернативно от приблизительно 50 до 90, альтернативно от приблизительно 60 до 90, альтернативно от приблизительно 60 до 80, масс. % в пересчете на общую массу реагирующего с изоцианатом компонента. Количество полиолефинового полиола может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах. Кроме того, следует принимать во внимание, что более одного полиолефинового полиола можно включать в реагирующий с изоцианатом компонент, в случае чего общее количество всех включенных полиолефиновых полиолов находится в пределах вышеуказанных диапазонов.
Подходящие полиолефиновые полиолы коммерчески доступны от компании «TOTAL» из Хьюстона, Техас, под торговым наименованием KRASOL®.
Согласно одному варианту осуществления полиолефиновый полиол представляет собой полидиеновый полиол. Полидиеновый полиол содержит полимеризованные диеновые звенья. Для целей настоящего изобретения выражение «диеновые звенья» используют для описания звеньев в полимере, которые были образованы из диена или диолефина, т.е. углеводорода с двумя углерод-углеродными двойными связями. Примеры диенов, которые можно использовать для образования полидиена, включают, помимо прочего, 1,2-пропандиен, изопрен и 1,3-бутадиен.
Согласно одному варианту осуществления полидиеновый полиол представляет собой полибутадиеновый полиол, т.е. образованный из 1,3-бутадиена, и, таким образом, содержит бутадиеновые звенья. Конечно, 1,3-бутадиен может полимеризоваться с образованием 1,4-цис-звеньев, 1,4-транс-цвеньев и 1,2-виниловых звеньев. Полибутадиеновый полиол обычно содержит не менее чем приблизительно 5, альтернативно не менее чем приблизительно 25, альтернативно не менее чем приблизительно 50, альтернативно не менее чем приблизительно 55, альтернативно не менее чем приблизительно 60, альтернативно не менее чем приблизительно 65, масс. % 1,2-виниловых звеньев в пересчете на общую массу полибутадиенового полиола. Считается, что структура полибутадиенового полиола придает гидролитическую устойчивость полиуретановому покрытию, которое из него получено.
Полидиеновый полиол обычно имеет номинальную функциональность более чем приблизительно 2, альтернативно от приблизительно 2 до 5, альтернативно от приблизительно 2 до 3, альтернативно приблизительно 2. Согласно одному варианту осуществления полидиеновый полиол имеет гидроксил на конце. Согласно другому варианту осуществления полидиеновый полиол представляет собой полибутадиен с гидроксилом на конце, т.е. представляет собой линейный полибутадиен с двумя первичными гидроксильными функциональными группами.
Полидиеновый полиол обычно характеризуется низкой молекулярной массой. В частности, полидиеновый полиол обычно имеет среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 400 до 15000, альтернативно от приблизительно 400 до 11000, альтернативно от приблизительно 400 до 7000, альтернативно от приблизительно 400 до 3000, альтернативно от приблизительно 400 до 2500, альтернативно от приблизительно 750 до 2300, альтернативно от приблизительно 1000 до 2200, г/моль и вязкость при 25°С от приблизительно 5 до 3200, альтернативно от приблизительно 10 до 1600, альтернативно от приблизительно 10 до 800, альтернативно от приблизительно 10 до 100, альтернативно от приблизительно 15 до 70, Па-с при 25°С при тестировании согласно DIN EN ISO 3219.
Подходящие полидиеновые полиолы коммерчески доступны от компании «TOTAL» из Хьюстона, Техас, под торговым наименованием KRASOL®.
Согласно одному варианту осуществления полидиеновый полиол представляет собой линейный полибутадиен с гидроксилом на конце, имеющий приблизительно 65 масс. % 1,2-виниловых звеньев, приблизительно 12,5 масс. % 1,4-цис-звеньев, приблизительно 22,5 масс. % 1,4-транс-звеньев, молекулярную массу приблизительно 2000 г/моль и вязкость приблизительно 13 Па с при 25°С.Согласно данному варианту осуществления полибутадиен с гидроксилом на конце характеризуется гидроксильным числом приблизительно 0,91 мэкв./г. Из-за высокой концентрации 1,2-виниловых звеньев, т.е. олефиновых двойных связей, и низкой молекулярной массы полибутадиен с гидроксилом на конце данного варианта осуществления представляет собой жидкость при комнатной температуре и, таким образом, хорошо смачивает частицу для облегчения образования плотного и однородного полиуретанового покрытия на частице. Кроме того, считается, что отсутствие атомов кислорода в полимерной цепочке полибутадиенового полиола придает гидролитическую устойчивость полиуретановому покрытию, которое из него получено.
Согласно другому варианту осуществления полидиеновый полиол представляет собой линейный полибутадиен с гидроксилом на конце, имеющий приблизительно 65 масс. % 1,2-виниловых звеньев, приблизительно 12,5 масс. % 1,4-цис-звеньев, приблизительно 22,5 масс. % 1,4-транс-звеньев, молекулярную массу от приблизительно 3000 до 3200 г/моль и вязкость приблизительно 20 Па с при 25°С.Согласно данному варианту осуществления полибутадиен с гидроксилом на конце характеризуется гидроксильным числом приблизительно 0,64 мэкв./г. Из-за высокой концентрации 1,2-виниловых звеньев, т.е. олефиновых двойных связей, и низкой молекулярной массы полибутадиен с гидроксилом на конце данного варианта осуществления представляет собой жидкость при комнатной температуре и, таким образом, хорошо смачивает частицу для облегчения образования плотного и однородного полиуретанового покрытия на частице. Кроме того, считается, что отсутствие атомов кислорода в полимерной цепочке полибутадиенового полиола придает гидролитическую устойчивость полиуретановому покрытию, которое из него получено.
Согласно одному варианту осуществления полиолефиновый полиол представляет собой гидрированный, линейный полидиеновый полиол с гидроксилом на конце, имеющий степень гидрирования более 97%, молекулярную массу приблизительно 2000 г/моль и вязкость приблизительно 36 Па с при 25°С.Согласно данному варианту осуществления гидрированный, линейный полидиеновый полиол с гидроксилом на конце характеризуется гидроксильным числом приблизительно 0,83 мэкв./г. Считается, что олефиновая структура и отсутствие атомов кислорода в полимерной цепочке гидрированного полибутадиенового полиола придает гидролитическую устойчивость полиуретановому покрытию, которое из него получено.
Согласно другому варианту осуществления полиолефиновый полиол представляет собой гидрированный, линейный полидиеновый полиол с гидроксилом на конце, имеющий степень гидрирования более 98%, молекулярную массу от приблизительно 3000 до 3200 г/моль и вязкость приблизительно 65 Па с при 25°С. Согласно данному варианту осуществления гидрированный, линейный полидиеновый полиол с гидроксилом на конце характеризуется гидроксильным числом приблизительно 0,56 мэкв./г. Считается, что олефиновая структура и отсутствие атомов кислорода в полимерной цепочке гидрированного полибутадиенового полиола придает гидролитическую устойчивость полиуретановому покрытию, которое из него получено.
Если присутствует, полидиеновый полиол обычно присутствует в реагирующем с изоцианатом компоненте в количестве от более чем приблизительно 0 до менее чем приблизительно 95 масс. % в пересчете на общую массу указанного реагирующего с изоцианатом компонента, альтернативно от приблизительно 10 до 95, альтернативно от приблизительно 30 до 90, альтернативно от приблизительно 50 до 90, альтернативно от приблизительно 60 до 90, альтернативно от приблизительно 60 до 80, масс. % в пересчете на общую массу реагирующего с изоцианатом компонента. Количество полидиеновогополиола может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах. Кроме того, следует принимать во внимание, что более одного полидиенового полиола можно включать в реагирующий с изоцианатом компонент, в случае чего общее количество всех включенных полидиеновых полиолов находится в пределах вышеуказанных диапазонов.
В дополнение к полидиеновому полиолу реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать один или более дополнительных полиолов. Если включен, дополнительный полиол обычно выбирают из группы обычных полиолов, которые не являются полидиеновыми полиолами, такими как полиэфирные полиолы, сложнополиэфирные полиолы, полиэфирные/сложнополиэфирные полиолы и их комбинации. Согласно одному варианту осуществления реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать полиэфирный полиол с большей функциональностью, например, больше чем приблизительно 3. Считается, что использование полиэфирных полиолов с более высокой функциональностью может способствовать улучшению гидролитической устойчивости полиуретанового покрытия. Кроме того, использование полиэфирных полиолов с более высокой функциональностью повышает плотность поперечных связей полиуретанового покрытия, образованного из них, что делает полиуретановое покрытие тверже и менее эластичным.
Дополнительный полиол обычно включают в реагирующий с изоцианатом компонент в количестве от приблизительно 1 до 70, альтернативно от приблизительно 5 до 50, альтернативно от приблизительно 5 до 25, масс. % в пересчете на общую массу всех компонентов, включенных в реагирующий с изоцианатом компонент. Количество дополнительного полиола может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах. Кроме того, следует принимать во внимание, что более одного дополнительного полиола можно включать в реагирующий с изоцианатом компонент, в случае чего общее количество всех включенных дополнительных полиолов находится в пределах вышеуказанных диапазонов.
Реагирующий с изоцианатом компонент может содержать один или более удлинителей цепей. Удлинитель цепей имеет по меньшей мере две гидроксильные функциональные группы и среднечисленную молекулярную массу не более 400 г/моль. В частности, удлинитель цепей обычно имеет номинальную функциональность не более чем приблизительно 4, альтернативно не более чем приблизительно 3, альтернативно не более чем приблизительно 2,5, альтернативно от приблизительно 1,9 до 3,1, альтернативно от приблизительно 1,9 до 2,5, и среднечисленную молекулярную массу от приблизительно 50 до 400, альтернативно от приблизительно 60 до 300, альтернативно от приблизительно 62 до 250, альтернативно от приблизительно 70 до 250, альтернативно от приблизительно 75 до 195, альтернативно приблизительно 192, альтернативно приблизительно 134, альтернативно приблизительно 76. В связи с этим удлинитель цепей может называться в данной области техники «коротким» удлинителем цепей.
Неограничивающие примеры таких удлинителей цепей включают, помимо прочего, прямоцепочечные гликоли, имеющие от приблизительно 2 до 20 атомов углерода в основной цепи, диолы с ароматическим кольцом, имеющие до приблизительно 20 атомов углерода, и даже триолы, такие как указанные ниже. Примеры подходящих удлинителей цепей для целей настоящегоизобртения включают пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, диэтиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, 2-бутен-1,4-диол, тиодиэтанол, бутиленгликоль, 1,4-бис(гидроксиэтокси)бензол, п-ксилолгликоль и его гидрированные продукты, триметилол, стеариловый спирт и гидроксиэтилакрилат. Согласно одному варианту осуществления удлинитель цепей обычно содержит алкиленгликоль. Согласно одному конкретному варианту осуществления алкиленгликоль выбирают из группы пропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля и их комбинаций. Согласно другому варианту осуществления удлинитель цепей представляет собой трипропиленгликоль. Считается, что удлинитель цепей придает повышенную гидролитическую устойчивость, а также повышенную прочность, прочность на разрыв и твердость полиуретановому покрытию из-за его низкой молекулярной массы и его молекулярной структуры, например, эфирных групп.
Согласно одному варианту осуществления реагирующий с изоцианатом компонент состоит главным образом из удлинителя цепей, содержащего алкиленгликоль и полидиеновый полиол. Согласно Данному варианту осуществления массовое отношение удлинителя цепей к полидиеновому полиолу обычно составляет более 2, т.е. в реагирующем с изоцианатом компоненте массовое количество полидиенового полиола по меньшей мере в 2 раза больше, чем массовое количество удлинителя цепей в реагирующем с изоцианатом компоненте. Согласно другому варианту осуществления реагирующий с изоцианатом компонент состоит главным образом из удлинителя цепей, содержащего алкиленгликоль, полидиеновый полиол и полиэфирный дополнительный полиол.
Если включен, удлинитель цепей обычно содержится в реагирующем с изоцианатом компоненте в количестве от приблизительно 1 до 50, альтернативно от приблизительно 5 до 50, альтернативно от приблизительно 10 до 40, альтернативно от приблизительно 20 до 40, масс. % в пересчете на общую массу всех компонентов, включенных в реагирующий с изоцианатом компонент. Количество удлинителя цепей может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах. Кроме того, следует принимать во внимание, что более одного удлинителя цепей можно включать в реагирующий с изоцианатом компонент, в случае чего общее количество всех включенных удлинителей цепей находится в пределах вышеуказанных диапазонов.
Реагирующий с изоцианатом компонент также обычно содержит один или более катализаторов. Катализатор обычно находится в реагирующем с изоцианатом компоненте для катализа реакции между изоцианатным компонентом и реагирующим с изоцианатом компонентом. Т.е. реагирующий с изоцианатом компонент обычно содержит «катализатор для полиуретана», который катализирует реакцию между изоцианатом и гидроксильной функциональной группой. Следует понимать, что катализатор обычно не расходуется в экзотермической реакции между изоцианатом и полиолом. Более конкретно, катализатор обычно участвует, но не расходуется, в экзотермической реакции. Катализатор может включать любой подходящий катализатор или смеси катализаторов, известных в данной области техники. Примеры подходящих катализаторов включают, помимо прочего, катализаторы желатинизации, например, аминные катализаторы в дипропиленгликоле; вспенивающие катализаторы, например, бис(диметиламиноэтиловый)эфир в дипропиленгликоле, и металлические катализаторы, например, олово, висмут, свинец и пр.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать «катализатор для поликарбодиимида», т.е. катализатор, который катализирует реакцию между двумя изоцианатными функциональными группами. Например, реагирующий с изоцианатом компонент может содержатьфосфоленоксидный катализатор. Подходящие, неограничивающие примеры фосфоленоксидов включают фосфоленоксиды, такие как 3-метил-1-фенил-2-фосфоленоксид (МРРО), 1-фенил-2-фосфолен-1-оксид, 3-метил-1-2-фосфолен-1-оксид, 1 -этил-2-фосфолен-1-оксид, 3-метил-1-фенил-2-фосфолен-1-оксид, его 3-фосфоленовые изомеры и 3-метил-1-этил-2-фосфоленоксид (МЕРО). Два особенно подходящих фосфоленоксида представляют собой МРРО и МЕРО.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать «отверждающее средство», т.е. сшивающее средство, которое сшивает углерод-углеродные двойные связи полидиеновогополиола. Примеры отверждающих средств включают, помимо прочего, органические пероксиды, серу и органические серосодержащие соединения. Неограничивающие примеры органических пероксидов включают пероксид дикумила и трет-бутилпероксиизопропилбензол. Неограничивающие примеры органических серосодержащих соединений включают тиурамсодержащие промоторы вулканизации, такие как тетраметилтиурамдисултьфид (TMTD), тетраэтилтиурамдисульфид (TETD) и дипентаметилентиурамтетрасульфид (DPTT), 4,4-дитиоморфолин.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать антистатический компонент. Антистатический компонент содержит одно или более антистатических соединений или антистатиков. Антистатик снижает, удаляет и предотвращает накопление статического электричества на расклинивающем наполнителе. Антистатик может представлять собой неионный антистатик или ионный или амфотерный антистатик (который можно также классифицировать как анионный или катионный). Ионные антистатики представляют собой соединения, которые содержат по меньшей мере один ион, т.е. атом или молекулу, в которой общее число электронов не равно общему числу протонов, что придает ей в результате положительный или отрицательный электрический заряд. Неионные антистатики представляют собой органические соединения, состоящие как из гидрофильной, так и гидрофобной части. Конечно, антистатический компонент может содержать комбинацию ионных и неионных антистатиков.
Одним подходящим антистатическим компонентом является соединение четвертичного аммония. Соединение четвертичного аммония содержит катион четвертичного аммония, часто называемый «quat». «Quat» являются положительно заряженными многоатомными ионами со структурой NR4 +, причем R является алкильной группой или арильной группой. В отличие от аммоний-иона (NH4 +) и первичного, вторичного или третичного катионов аммония, «quat» являются постоянно заряженными, независимо от рН их раствора.
Одним таким соединением четвертичного аммония является метосульфатдикокоилэтилгидроксиэтилмония.
Метосульфатдикокоилэтилгидроксиэтилмония является продуктом реакции триэтаноламина, жирных кислот и метосульфата.
Примечательно, что метосульфатдикокоилэтилгидроксиэтилмония является катионным антистатиком с содержанием катионоактивного вещества от приблизительно 74 до 79% при тестировании согласно тестам Международной организации по стандартизации («ISO») 2871-1:2010. В ISO 2871 указан способ определения содержания катионоактивного вещества в высокомолекулярных катионоактивных материалах, таких как соединения четвертичного аммония, в которых каждая из двух алкильных групп содержит 10 или более атомов углерода, например, хлориды дистеарилдиметиламмония или соли имидазолина или 3-метилимидазолина, в которых длинноцепочечные ациламиноэтильные и алкильные группы замещены в 1- и 2-положениях, соответственно.
Метосульфатдикокоилэтилгидроксиэтилмония характеризуется кислотным числом не более 12 при тестировании согласно ISO 4314-1977 (Поверхностно-активные средства - Определение свободной щелочности или свободной кислотности - Титриметрический способ) и рН от 2,5 до 3 при тестировании согласно ISO 4316:1977 (Определение рН водных растворов - Потенциометрический способ).
Соединение четвертичного аммония можно включать в реагирующий с изоцианатом компонент или наносить на расклинивающий наполнитель в количестве от приблизительно 50 до 1000, альтернативно от приблизительно 100 до 500, частей на миллион (частей на миллион по массе частицы, т.е. 100 грамм частицы х 200 частей на миллион поверхностной обработки равняется 0,02 грамма поверхностной обработки на 100 грамм частицы). Количество соединения четвертичного аммония, присутствующего в поверхностной обработке, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать кремнийсодержащий промотор адгезии. Этот кремнийсодержащий промотор адгезии также обычно называется в данной области техники связующим средством или связующим. Кремнийсодержащий промотор адгезии связывает полиуретановое покрытие с частицей. Более конкретно, кремнийсодержащий промотор адгезии обычно имеет органофункциональные силановые группы для улучшения адгезии полиуретанового покрытия с частицей. Без ограничения какой-либо теорией считается, что кремнийсодержащий промотор адгезии предусмотрен для ковалентного связывания между частицей и полиуретановым покрытием. Согласно одному варианту осуществления поверхность частицы активируется кремнийсодержащим промотором адгезии путем нанесения кремнийсодержащего промотора адгезии на частицу перед покрытием частицы реакционной смесью/полиуретановым покрытием. Согласно данному варианту осуществления кремнийсодержащий промотор адгезии можно наносить на частицу при помощи большого разнообразия техник нанесения, включая, помимо прочего, распыление, погружение частиц в полиуретановое покрытие и пр. Согласно другому варианту осуществления кремнийсодержащий промотор адгезии можно добавлять в реагирующий с изоцианатом компонент. При этом частицу затем просто подвергают действию кремнийсодержащего промотора адгезии, когда полиуретановое покрытие наносят на частицу. Кремнийсодержащий промотор адгезии пригоден для применений, требующих превосходной адгезии полиуретанового покрытия с частицей, например, в применениях, где расклинивающий наполнитель подвергается сдвигающим силам в водной среде. Применение кремнийсодержащего промотора адгезии обеспечивает адгезию полиуретанового покрытия с частицей, так что полиуретановое покрытие будет оставаться прилипшим к поверхности частицы, даже если расклинивающий наполнитель, содержащий полиуретановое покрытие, частицу или оба, раскалывается из-за вызывающего смыкание трещины давления.
Примеры подходящих промоторов адгезии, которые являются кремнийсодержащими, включают, помимо прочего, глицидоксипропилтриметоксисилан,аминоэтиламинопропилтриметоксисилан, метакрилоксипропилтриметоксисилан, гамма-аминопропилтриэтоксисилан, винилбензиламиноэтиламинопропилтриметоксисилан, глицидоксипропилметилдиэтоксисилан, хлорпропилтриметоксисилан, фенилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, тетраэтоксисилан, метилдиметоксисилан, бис-триэтоксисилилпропилдисульфидосилан, бис-триэтоксисилилпропилтетрасульфидосилан, фенилтриэтоксисилан, аминосиланы и их комбинации.
Конкретные примеры подходящих кремнийсодержащих промоторов адгезии включают, помимо прочего, SILQUEST™ А1100, SILQUEST™ A1110, SILQUEST™ A1120, SILQUEST™ 1130, SILQUEST™ A1170, SILQUEST™ A-189 и SILQUEST™ Y9669, все коммерчески доступные от компании «MomentivePerformanceMaterials» из Олбани, Нью-Йорк. Особенно подходящий кремнийсодержащий промотор адгезии представляет собой SILQUEST™ А1100, т.е. гамма-аминопропилтриэтоксисилан. Кремнийсодержащий промотор адгезии может присутствовать в расклинивающем наполнителе в количестве от приблизительно 0,001 до 5, альтернативно от приблизительно 0,01 до 2, альтернативно от приблизительно 0,02 до 1,25, масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя. Количество кремнийсодержащего промотора адгезии, присутствующего в расклинивающем наполнителе, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать смачивающее средство. Смачивающее средство также обычно называют в данной области техники поверхностно-активным веществом. Расклинивающий наполнитель может содержать более одного смачивающего средства. Смачивающее средство может включать любое подходящее смачивающее средство или смеси смачивающих средств, известных в данной области техники. Смачивающее средство используют для увеличения контакта площади поверхности между полиуретановым покрытием и частицей. Согласно типичному варианту осуществления смачивающее средство включено в реагирующий с изоцианатом компонент. Согласно другому варианту осуществления поверхность частицы активируется смачивающим средством путем нанесения смачивающего средства на частицу перед покрытием частицы полиуретановым покрытием.
Подходящее смачивающее средство представляет собой BYK® 310, модифицированный сложным полиэфиром полидиметилсилоксан, коммерчески доступный от компании «BYK Additivesandlnstruments» из Уоллингфорда, Коннектикут. Смачивающее средство может присутствовать в расклинивающем наполнителе в количестве от приблизительно 0,01 до 10, альтернативно от приблизительно 0,02 до 5, альтернативно от приблизительно 0,02 до 0,04, масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя. Количество смачивающего средства, присутствующего в расклинивающем наполнителе, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать активное средство, уже описанное выше в отношении частицы. Другими словами, активное средство может содержаться в полиуретановом покрытии независимо от частицы. Снова, подходящие активные средства включают, помимо прочего, органические соединения, микроорганизмы, катализаторы и соли. Подходящие неограничивающие примеры солей включают перборат натрия и персульфат натрия.
Реагирующий с изоцианатом компонент может также содержать различные добавки. Подходящие добавки включают, помимо прочего, вспенивающие средства, блокирующие средства, красители, пигменты, разбавители, катализаторы, растворители, специальные функциональные добавки, такие как антиоксиданты, стабилизаторы ультрафиолетового излучения, биоциды, ингибиторы горения, отдушки и их комбинации.
Например, добавка-пигмент обеспечивает визуальную оценку толщины и однородности полиуретанового покрытия и может давать различные маркетинговые преимущества.
В качестве другого примера отметим, что физические вспенивающие средства и химические вспенивающие средства обычно выбирают для полиуретановых покрытий, требующих вспенивания. Т.е. согласно одному варианту осуществления покрытие может содержать вспененное покрытие, расположенное на частице. Снова, следует понимать, что выражение «расположенный на» охватывает как частичное, так и полное покрытие частицы полиуретановым покрытием, вспененным покрытием в данном случае. Вспененное покрытие обычно пригодно для применений, требующих повышенного контакта между расклинивающим наполнителем и сырой нефтью. Т.е. вспененное покрытие обычно определяет микроканалы и повышает площадь поверхности для контакта между сырой нефтью и катализатором и/или микроорганизмом.
Как указано выше, полиуретановое покрытие образовано из реагирующего с изоцианатом компонента. Как только образовалось, полиуретановое покрытие химически и физически стабильно в диапазоне температур и обычно не плавится, не разлагается и/или не скалывается с частицы неконтролируемым образом под воздействием высоких давлений и температур, например, давлений и температур выше, чем давления и температуры, обычно присутствующие на поверхности земли. В качестве одного примера отметим, что полиуретановое покрытие особенно пригодно, когда расклинивающий наполнитель подвергается значительному давлению, сжатию и/или сдвигающим силам и температурам, превышающим 200°С (392°F), в подземном пласте и/или подземном пластовом резервуаре, определенным горной породой. Полиуретановое покрытие обычно имеет природу от вязкой до твердой в зависимости от молекулярной массы.
Полиуретановое покрытие присутствует в расклинивающем наполнителе в количестве от приблизительно 0,5 до 10, альтернативно от приблизительно 0,7 до 6, альтернативно от приблизительно 1 до 4, масс. % в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя. Количество полиуретанового покрытия, присутствующего в расклинивающем наполнителе, может изменяться за пределами вышеуказанных диапазонов, но обычно представляет как целые, так и дробные значения в данных диапазонах.
Полиуретановое покрытие можно получать на месте, когда полиуретановое покрытие располагают на частице при образовании полиуретанового покрытия. Обычно компоненты полиуретанового покрытия объединены с частицей, и полиуретановое покрытие расположено на частице.
Полиуретановое покрытие может проявлять превосходную несмачиваемость в присутствии воды, что измерено согласно стандартным способам измерения угла смачивания, известным в данной области техники. Полиуретановое покрытие может иметь угол смачивания больше 90° и может классифицироваться как гидрофобное. Следовательно, расклинивающий наполнитель такого варианта осуществления может частично плавать в подземном пластовом резервуаре и обычно пригоден для применений, требующих вспененных покрытий.
Кроме того, полиуретановое покрытие обычно проявляет превосходную гидролитическую устойчивость и не будет терять прочность и износостойкость под воздействием воды. Следовательно, расклинивающий наполнитель можно погружать в подземный пластовый резервуар и подвергать воздействию воды, и он будет сохранять свои прочность и износостойкость.
Полиуретановое покрытие может быть отверждено/сшито перед закачкой расклинивающего наполнителя в подземный пластовый резервуар, или полиуретановое покрытие может быть отверждаемым/сшиваемым, в результате чего полиуретановое покрытие отверждается в подземном пластовом резервуаре из-за условий, присутствующих внутри него. Эти концепции описаны более подробно ниже.
Расклинивающий наполнитель настоящего изобретения может содержать частицу, инкапсулированную при помощи отвержденного полиуретанового покрытия. Полиуретановое покрытие обычно обеспечивает устойчивость или сопротивление раздавливанию для расклинивающего наполнителя и предотвращает агломерацию расклинивающего наполнителя. Поскольку отвержденное полиуретановое покрытие отверждается перед закачкой расклинивающего наполнителя в подземный пластовый резервуар, расклинивающий наполнитель обычно не раздавливается или не агломерируется даже при условиях высокого давления и температуры.
Альтернативно, расклинивающий наполнитель настоящего изобретения может содержать частицу, инкапсулированную при помощи отверждаемого полиуретанового покрытия. Отверждаемое полиуретановое покрытие обычно укрепляет и отверждает подповерхностный слой. Отверждаемое полиуретановое покрытие обычно не сшито, т.е. не отверждено, или частично сшито перед закачкой расклинивающего наполнителя в подземный пластовый резервуар. Напротив, отверждаемое полиуретановое покрытие обычно отверждается при условиях высокого давления и температуры в подземном пластовом резервуаре. Расклинивающие наполнители, содержащие частицу, инкапсулированную при помощи отверждаемого полиуретанового покрытия, часто используют для условий высокого давления и температуры.
Кроме того, расклинивающие наполнители, содержащие частицу, инкапсулированную при помощи отверждаемого полиуретанового покрытия, можно классифицировать как отверждаемые расклинивающие наполнители, отверждаемые под поверхностью расклинивающие наполнители и частично отверждаемые расклинивающие наполнители. Отверждаемые под поверхностью расклинивающие наполнители обычно отверждаются полностью в подземном пластовом резервуаре, тогда как частично отверждаемые расклинивающие наполнители обычно частично отверждают перед закачкой в подземный пластовый резервуар. Частично отверждаемые расклинивающие наполнители затем обычно полностью отверждаются в подземном пластовом резервуаре. Расклинивающий наполнитель настоящего изобретения может быть или отверждаемым под поверхностью, или частично отверждаемым.
Множество слоев полиуретанового покрытия можно наносить на частицу для образования расклинивающего наполнителя. В связи с этим расклинивающий наполнитель настоящего изобретения может содержать частицу со сшитым полиуретановым покрытием, расположенным на частице, и отверждаемое полиуретановое покрытие, расположенное на сшитом покрытии, и наоборот. Аналогично, множество слоев полиуретанового покрытия, причем каждый отдельный слой с одинаковыми или различными физическими свойствами, можно наносить на частицу для образования расклинивающего наполнителя. Кроме того, полиуретановое покрытие можно наносить на частицу в комбинации с покрытиями из различных материалов, таких как полиуретановые покрытия, поликарбодиимидные покрытия, полиамидимидные покрытия, полиизоциануратные покрытия, полиоксизолидоновые покрытия, полиакрилатные покрытия, эпоксидные покрытия, фурановые покрытия, покрытия из силиката натрия, гибридные покрытия и покрытия из других материалов.
Полиуретановое покрытие обычно проявляет превосходную адгезию к неорганическим субстратам. Т.е. полимер смачивается и связывается с неорганическими поверхностями, такими как поверхность частицы песка, которая состоит главным образом из диоксида кремния. В связи с этим, когда частица расклинивающего наполнителя представляет собой частицу песка, полиуретановое покрытие связывается хорошо с этой частицей с образованием расклинивающего наполнителя, который особенно прочен и износостоек.
Расклинивающий наполнитель настоящего изобретения проявляет превосходную термостойкость для применений с высокими температурами и давлениями. Полиуретановое покрытие обычно стойкое при температурах более чем приблизительно 200 (392), альтернативно более чем приблизительно 210 (410), альтернативно более чем приблизительно 220 (428), альтернативно более чем приблизительно 230 (446), альтернативно более чем приблизительно 240 (464), альтернативно более чем приблизительно 250 (482), альтернативно более чем приблизительно 260 (500), альтернативно более чем приблизительно 270 (518), альтернативно более чем приблизительно 280 (536), альтернативно более чем приблизительно 290 (554), альтернативно более чем приблизительно 300 (572), альтернативно более чем приблизительно 310 (590), альтернативно более чем приблизительно 320 (608), альтернативно более чем приблизительно 330 (626), альтернативно более чем приблизительно 340 (644),°С (°F). Термостойкость полиуретанового покрытия обычно определяют термическим гравиметрическим анализом (TGA). В частности, термостойкость полиуретанового покрытия измеряют при проведении TGA со скоростью 10°С/минуту. Температура, при которой образец полиуретанового покрытия теряет «10 масс. %», представляет собой температуру, при которой полиуретановое покрытие теряет свою термостойкость. Следовательно, полиуретан стабилен при температурах ниже этой температуры «потери 10 масс. %» и термонестабилен при температурах свыше этой температуры «потери 10 масс. %».
Кроме того, полиуретановое покрытие не разлагается или не отслаивается с частицы при давлениях (даже при температурах, описанных в предыдущем параграфе) более чем приблизительно 51,7 МПа (7500 фунтов/кв. дюйм), альтернативно более чем приблизительно 68,9 МПа (10000 фунтов/кв. дюйм), альтернативно более чем приблизительно 86,2 МПа (12500 фунтов/кв. дюйм), альтернативно более чем приблизительно 103,4 МПа (15000 фунтов/кв. дюйм). Иными словами, у расклинивающего наполнителя данного изобретения полиуретановое покрытие обычно не разрушается из-за скола или разложения при воздействии температур и давлений, указанных в предыдущих двух параграфах.
Кроме того, с полиуретановым покрытием данного изобретения расклинивающий наполнитель обычно проявляет превосходную стойкость к раздавливанию, также обычно называемую сопротивлением раздавливанию. При этом сопротивлении раздавливанию полиуретановое покрытие расклинивающего наполнителя однородное и по существу не содержит дефектов, таких как зазоры или углубления, которые часто способствуют преждевременному разрушению и/или сползанию полиуретанового покрытия. В частности, расклинивающий наполнитель обычно проявляет стойкость к раздавливанию 5% или менее максимального количества мелкой фракции, что измерено согласно RP60 Американского института нефти (API) или DIN EN ISO 13503-2 при давлениях в диапазоне от приблизительно 51,7 МПа (7500 фунтов/кв. дюйм) до приблизительно 103,4 МПа (15000 фунтов/кв. дюйм), включая удельные давления сдавливания приблизительно 51,7 МПа (7500 фунтов/кв. дюйм), приблизительно 68,9 МПа (10000 фунтов/кв. дюйм), приблизительно 86,2 МПа (12500 фунтов/кв. дюйм) и приблизительно 103,4 МПа (15000 фунтов/кв. дюйм).
Когда белый песок 40/70 используют в качестве частицы, типичная стойкость к раздавливанию, связанная с расклинивающим наполнителем данного изобретения, составляет приблизительно 10% или менее, альтернативно приблизительно 5%, альтернативно приблизительно 1% или менее, максимального количества мелкой фракции (менее чем 70 меш), что измерено согласно DIN EN ISO 13503-2, причем 40 г образца расклинивающего наполнителя тестируется в тестовом цилиндре (с диаметром 5 см (2 дюйма), как определено в DIN EN ISO 13503-2) с 2-минутной скоростью повышения и в течение 2 минут при 55,2 МПа (8000 фунтов/кв. дюйм) и 23°С (73°F). В качестве сравнения отметим, что белый песок 40/70 без покрытия обычно имеет стойкость к раздавливанию более чем 10% мелкой фракции при тех же условиях.
В отношении гидролитической устойчивости, когда белый песок 40/70 используют в качестве частицы, типичная стойкость к раздавливанию, связанная с расклинивающим наполнителем данного изобретения, при тестировании после погружения в воду на 30 дней при 95°С в 2% KCl, все еще составляет приблизительно 10% или менее, альтернативно приблизительно 5% или менее, альтернативно приблизительно 1,5% или менее, альтернативно приблизительно 1% или менее, максимального количества мелкой фракции (менее чем приблизительно 70 меш), что измерено согласно DIN EN ISO 13503-2, причем 40 г образца расклинивающего наполнителя тестируется в тестовом цилиндре (с диаметром 5 см (2 дюйма), как определено в DIN EN ISO 13503-2) с 2-минутной скоростью повышения и в течение 2 минут при 55,2 МПа (8000 фунтов/кв. дюйм) и 23°С (73°F).
В качестве сравнения белый песок 40/70, обычно с покрытием из полиуретана, которое не является покрытием согласно настоящему изобретению, т.е. не содержит полидиеновыйполиол, имеет стойкость к раздавливанию более 10% мелкой фракции при таких же условиях.
Полиуретановое покрытие настоящего изобретения обычно обеспечивает амортизирующий эффект для расклинивающего наполнителя и равномерно распределяет высокие давления, например, вызывающие смыкание трещины давления, по расклинивающему наполнителю. Таким образом, расклинивающий наполнитель настоящего изобретения эффективно поддерживает открытые трещины и минимизирует нежелательные примеси в неочищенных нефтяных топливах в виде частиц пыли.
Хотя это и зависит от выбора жидкости-носителя, расклинивающий наполнитель обычно имеет насыпную плотность от приблизительно 0,1 до 3,0, альтернативно от приблизительно 1,0 до 2,0. Специалист в данной области техники обычно выбирает насыпную плотность расклинивающего наполнителя согласно удельной плотности жидкости-носителя и того, желательно ли чтобы расклинивающий наполнитель был легким или по существу средне легким в выбранной жидкости-носителе. Кроме того, в зависимости от несмачиваемости полиуретанового покрытия расклинивающий наполнитель такого варианта осуществления обычно имеет объемную плотность, т.е. массу на единицу объема расклинивающего наполнителя, от приблизительно 2,0 до 3,0, альтернативно от приблизительно 2,3 до 2,7, г/см3 согласно методическим рекомендациям RP60 от API (или DIN EN ISO 13503-2) для тестирования расклинивающих наполнителей. Считается, что несмачиваемость полиуретанового покрытия может способствовать всплыванию расклинивающего наполнителя в зависимости от выбора жидкости-носителя в скважине.
Кроме того, расклинивающий наполнитель обычно минимизирует непредсказуемое уплотнение. Т.е. расклинивающий наполнитель только укрепляет, если вообще это делает, предсказуемым, желаемым образом согласно выбору жидкости-носителя и рабочих температур и давлений. Также расклинивающий наполнитель обычно совместим с жидкостями-носителями с низкой вязкостью, характеризующимися вязкостями менее чем приблизительно 3000 спз при 80°С (176°F), и обычно по существу не подвержен химическому раскалыванию и/или химическому разложению при воздействии жидкостей-носителей и высоких давлений. Наконец, на расклинивающий наполнитель обычно наносят покрытие экономичными процессами нанесения покрытия, и обычно не требуется множества слоев покрытия, и, таким образом, минимизируется производственная себестоимость.
Как указано выше, настоящее изобретение также обеспечивает способ получения или приготовления расклинивающего наполнителя. Способ получения расклинивающего наполнителя включает стадии объединения изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента с образованием реакционной смеси и покрытие частицы реакционной смесью с получением расклинивающего наполнителя, содержащего частицу и полиуретановое покрытие, расположенное на ней.
Для данного способа обычно обеспечивают изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент. Как и в отношении всех других компонентов, которые можно использовать в способе настоящего изобретения (например, частицы), изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент являются такими, как описано выше.
Реагирующий с изоцианатом компонент не требуется получать перед воздействием на частицу отдельных компонентов. Т.е. изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент можно объединять для получения реакционной смеси одновременно с нанесением на частицу покрытия из реакционной смеси. Альтернативно, как указано в некоторых вариантах осуществления ниже, изоцианатный компонент и реагирующий с изоцианатом компонент можно объединять перед нанесением покрытия на частицу. Стадии объединения и нанесения покрытия проводят или последовательно, или одновременно при температуре от приблизительно -10 до 50, альтернативно от приблизительно 0 до 35, °С.
В данном способе стадии объединения и нанесения покрытия на частицу обычно проводят совместно в течение приблизительно 20 минут или менее, альтернативно в течение приблизительно 10 минут или менее, альтернативно в течение приблизительно 1-20 минут, альтернативно в течение приблизительно 1-10 минут, альтернативно от приблизительно 1 до 3 минут.
Перед стадией нанесения покрытия частицу можно необязательно нагревать до температуры свыше чем приблизительно 50°С (122°F) перед стадией нанесения покрытия на частицу или одновременно с ней. Если нагревают, предпочтительный диапазон температур для нагревания частицы обычно составляет от приблизительно 50 (122°F) до 220°С (428°F). Частицу можно также необязательно предварительно обрабатывать кремнийсодержащим промотором адгезии перед стадией нанесения покрытия на частицу.
Различные техники можно использовать для нанесения покрытия на частицу. Эти техники включают, помимо прочего, смешивание, нанесение покрытия в дражировочной установке, нанесение покрытия в псевдоожиженном слое, совместную экструзию, распыление, образование на месте полиуретанового покрытия и инкапсуляцию при помощи центробежного роторного распылителя. Технику для нанесения полиуретанового покрытия на частицу выбирают согласно стоимости, эффективности обработки и размера партии.
Согласно одному варианту осуществления реагирующий с изоцианатом компонент помещают на частицу посредством смешивания в емкости, например, реакторе. В частности, отдельные компоненты расклинивающего наполнителя добавляют в емкость для получения реакционной смеси. Компоненты можно добавлять в равных или неравных массовых отношениях. Реакционную смесь обычно перемешивают со скоростью мешалки, соответствующей вязкостям компонентов. Кроме того, реакционную смесь обычно нагревают при температуре, соответствующей технологии нанесения полиуретанового покрытия и размера партии. Следует принимать во внимание, что техника смешивания может включать добавление компонентов в емкость последовательно или параллельно. Также компоненты можно добавлять в емкость с различными временными интервалами и/или при различных температурах.
Согласно другому варианту осуществления полиуретановое покрытие помещают на частицу посредством распыления. В частности, отдельные компоненты полиуретанового покрытия контактируют в распылительном устройстве с образованием смеси покрытия. Смесь покрытия затем распыляют на частицу с образованием расклинивающего наполнителя. Распыление полиуретанового покрытия на частицу обычно дает однородное, сплошное и не содержащее дефекты полиуретановое покрытие, расположенное на частице. Например, полиуретановое покрытие обычно равномерное и цельное. Полиуретановое покрытие также обычно имеет требуемую толщину и подходящую целостность, которые предусмотрены для применений, требующих регулируемое высвобождение расклинивающего наполнителя в трещину. Распыление также обычно дает более тонкое и более плотное полиуретановое покрытие, расположенное на частице, по сравнению с другими техниками, и, таким образом, расклинивающий наполнитель наносят экономно. Распыление на частицу даже обеспечивает непрерывный процесс производства. Температуру распыления обычно выбирают специалист в данной области техники согласно технологии нанесения полиуретанового покрытия и условий влажности окружающей среды. Кроме того, специалист в данной области техники обычно распыляет компоненты полиуретанового покрытия с вязкостью, соответствующей вязкости компонентов.
Согласно предпочтительному варианту осуществления полиуретановое покрытие располагают на частице на месте, т.е. в реакционной смеси, содержащей компоненты полиуретанового покрытия и частицу. Согласно данному варианту осуществления полиуретановое покрытие образуется или частично образуется в виде полиуретанового покрытия, расположенного на частице. Стадии получения полиуретанового покрытия на месте обычно включают обеспечение каждого компонента полиуретанового покрытия, обеспечение частицы, объединение компонентов полиуретанового покрытия и частицы и расположение полиуретанового покрытия на частице. Получение на месте полиуретанового покрытия обычно предусматривает снижение производственных себестоимостей посредством нескольких технологических стадий по сравнению с существующими способами для получения расклинивающего наполнителя.
Образованный расклинивающий наполнитель обычно получают согласно способу, указанному выше, и хранят в удаленном месте перед закачкой в подземный пласт и подземный пластовый резервуар. В связи с этим покрытие обычно возникает вне подземного пласта и подземного пластового резервуара. Однако, следует принимать во внимание, что расклинивающий наполнитель можно также получать непосредственно перед закачкой в подземный пласт и подземный пластовый резервуар. В таком варианте расклинивающий наполнитель можно получать при помощи переносного устройства для получения покрытия на месте залегания подземного пласта и подземного пластового резервуара.
Расклинивающий наполнитель пригоден для гидравлического разрыва подземного пласта для увеличения добычи нефти и подобного. При типичной операции гидравлического разрыва готовят композицию для гидравлического разрыва, содержащую жидкость-носитель, расклинивающий наполнитель и необязательно различные другие компоненты. Жидкость-носитель выбирают согласно условиям в скважине и смешивают с расклинивающим наполнителем для получения смеси, которая представляет собой композицию для гидравлического разрыва. Жидкость-носитель может быть выбрана из широкого разнообразия жидкостей, включая, помимо прочего, керосин и воду. Обычно жидкость-носитель представляет собой воду. Т.е. согласно одному конкретному варианту осуществления композиция для гидравлического разрыва содержит воду и расклинивающий наполнитель, как описано выше. Различные другие компоненты, которые можно добавлять в композицию для гидравлического разрыва, включают, помимо прочего, гуар, полисахариды и другие компоненты, известные специалисту в данной области техники.
Композицию для гидравлического разрыва закачивают в подземный пластовый резервуар, который может быть скважиной, чтобы вызвать растрескивание подземного пласта. Более конкретно, гидравлическое давление прикладывают для введения композиции для гидравлического разрыва под давлением в подземный пластовый резервуар для создания или увеличения трещин в подземном пласте. Когда гидравлическое давление сбрасывают, расклинивающий наполнитель поддерживает трещины открытыми, при этом увеличивая способность трещин отводить нефтяные топлива или другие подземные жидкости из подземного пластового резервуара в скважину.
Следующие примеры предназначены для иллюстрации настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие каким-либо образом объем настоящего изобретения.
Примеры
Примеры 1-9 представляют расклинивающие наполнители согласно настоящему изобретению, которые получают при помощи компонентов, перечисленных в таблице 1 ниже. Количества в таблице 1 даны в граммах, если иное не указано.
Для получения примеров 1-9 полидиеновыйполиол и удлинитель цепей предварительно смешивают с образованием реагирующего с изоцианатом компонента. Частицу затем добавляют в смеситель Hobart. Изоцианатный компонент затем добавляют в смеситель Hobart и перемешивают в течение 2 минут. Реагирующий с изоцианатом компонент затем добавляют в смеситель Hobart и перемешивают в течение еще 2 минут с получением расклинивающих наполнителей 1-9.
Изоцианатный компонент содержит полимерный дифенилметандиизоцианати4,4'-дифенилметандиизоцианат и имеет содержание NCO приблизительно 33,5 масс. %.
Полидиеновыйполиол представляет собой полибутадиен с гидроксилом на конце, имеющий приблизительно 65 масс. % 1,2-виниловых звеньев, молекулярную массу приблизительно 2000 г/моль и вязкость приблизительно 20 Па⋅с.
Удлинитель цепей А представляет собой пропиленгликоль.
Удлинитель цепей В представляет собой дипропиленгликоль.
Удлинитель цепей С представляет собой трипропиленгликоль.
Частица А представляет собой белый песок с номером сита 40/70 (№сита, используемый в США) или 0,422/0,211 (мм).
Примеры 3 и 9, а также сравнительные примеры 1 и 2 тестируют на сопротивление раздавливанию. Подходящая формула для определения процентного содержания мелкой фракции указана в DIN EN ISO 13503-2. Сопротивление раздавливанию тестируют путем сжатия образца расклинивающего наполнителя, который весит 40 грамм, в тестовом цилиндре (с диаметром 5 см (2 дюйма), как определено в DIN EN ISO 13503-2) с 2-минутной скоростью повышения и в течение 2 минут при 55,2 МПа (8000 фунтов/кв. дюйм) и 23°С (73°F). Данные тестирования представлены в таблицах 2 и 3 ниже.
Сравнительный пример 1 представляет собой белый песок без покрытия с размером сита 40/70 (№сита, используемый в США) или 0,422/0,211 (мм).
Сравнительный пример 2 представляет собой белый песок с размером сита 40/70 (№сита, используемого в США) или 0,422/0,211 (мм) с покрытием 3,4 масс. % поликарбодиимидав пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя.
Ссылаясь теперь на таблицу 2, увидим, что расклинивающий наполнитель примеров 3 и 9 показывает превосходную термостойкость и сопротивление раздавливанию. В частности, исходное сопротивление раздавливанию примеров 3 и 9 лучше, чем у песка без покрытия, а также лучше, чему расклинивающего наполнителя, содержащего частицу и поликарбодиимидное покрытие, находящееся на ней.
Ссылаясь теперь на таблицу 3, увидим, что гидролитическая устойчивость примеров 3 и 9 превосходная. Т.е. через 30 дней состаривания в воде при 95°С в 2% KCl процентное содержание мелкой фракции примеров 3 и 9 увеличивалось в среднем на 0,25% или в виде процентного отношения к процентному содержанию мелкой фракции, исходно образующейся перед состариванием, увеличивалась в среднем на приблизительно 28 масс. %. Кроме того, можно даже сделать вывод о том, что результаты в таблице 3 находятся в пределах стандартного тестового отклонения (+/- 0,5%), и что это не статистическое расхождение в стойкости к раздавливанию примеров 3 и 9 перед погружением в воду и после него.
Важно, что сопротивление раздавливанию при воздействии воды для примеров 3 и 9 лучше, чем у расклинивающего наполнителя с полиуретановым покрытием, которое образовано не из полидиенового полиола. Например, сравнительный расклинивающий наполнитель, содержащий частицу белого песка, покрытого 3 масс. % сравнительного полиуретанового покрытия в пересчете на общую массу расклинивающего наполнителя (которое образовано из изоцианатного компонента (11,46 г), описанного выше, и диэтиленгликоля (4,33 г) и не содержит полибутадиеновый полиол) проявляет 87 масс. % повышение процентного отношения процентного содержания мелкой фракции к исходному содержанию мелкой фракции, образованному перед состариванием при тестировании на сопротивление раздавливанию. Т.е. сравнительное полиуретановое покрытие дает почти в два раза большее содержания мелкой фракции при тестировании на сопротивление раздавливанию после воздействия воды, тогда как полиуретановое покрытие настоящего изобретения, образованное из полибутадиенового полиола, дает только на приблизительно 28% больше мелкой фракции при тестировании на сопротивление раздавливанию после воздействия воды.
Следует понимать, что приложенная формула изобретения не ограничена определенными и конкретными соединениями, композициями или способами, описанными в подробном описании, которые могут изменяться в различных вариантах осуществления, которые попадают в объем приложенной формулы изобретения. В отношении любых групп Маркуша, основанных на настоящем документе для описания конкретных признаков или аспектов различных вариантов осуществления, следует принимать во внимание, что различные, специальные и/или непредвиденные результаты можно получать от каждого члена соответствующей группы Маркуша, независимо от всех остальных членов группы Маркуша. Каждый член группы Маркуша может иметь отдельное основание и/или комбинацию и обеспечивает достаточное основание для конкретных вариантов осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения.
Также следует понимать, что любые диапазоны и поддиапазоны, основанные на описанных различных вариантах осуществления настоящего изобретения, независимо и совместно попадают в объем приложенной формулы изобретения и понимаются как описывающие и рассматривающие все диапазоны, включая целые и/или дробные значения в них, даже если такие значения специально не описаны в настоящем документе. Специалист в данной области техники легко обнаружит, что перечисленные диапазоны и поддиапазоны описаны достаточно и обеспечивают различные варианты осуществления настоящего изобретения, и такие диапазоны и поддиапазоны можно также разделять на соответствующие половины, трети, четвертые части, пятые части и т.д. Например, диапазон «от 0,1 до 0,9» можно также разделить на низшую треть, т.е. от 0,1 до 0,3, среднюю треть, т.е. от 0,4 до 0,6, и верхнюю треть, т.е. от 0,7 до 0,9, которые отдельно и вместе находятся в пределах объема приложенной формулы изобретения и могут иметь отдельное основание и/или общее и обеспечивать достаточное основание для конкретных вариантов осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения. Кроме того, в отношении выражения, которое определяет или модифицирует диапазон, такого как «по меньшей мере», «более чем», «менее чем», «не более чем» и подобных, следует понимать, что такое выражение включает поддиапазоны и/или верхней или нижний предел. В качестве другого примера отметим, что диапазон «по меньшей мере 10» по существу включает поддиапазон от по меньшей мере 10 до 35, поддиапазон от по меньшей мере 10 до 25, поддиапазон от 25 до 35 и т.д., и каждый поддиапазон может иметь отдельное основание и/или общее и обеспечивает достаточное основание для конкретных вариантов осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения. Наконец, отдельное число в раскрытом диапазоне может иметь основание и обеспечивать достаточное основание для конкретных вариантов осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения. Например, диапазон «от 1 до 9» включает различные отдельные целые числа, такие как 3, а также отдельные числа, включая десятичный знак (или долю), такие как 4,1, которые могут иметь основание и обеспечивать достаточное основание для конкретных вариантов осуществления в пределах объема приложенной формулы изобретения.
Настоящее изобретение было описано иллюстративным образом, и следует понимать, что выражения, которые были использованы, должны подразумеваться в качестве описательных слов, а не ограничивающих. Очевидно, что множество модификаций и вариантов настоящего изобретения возможны в свете вышеуказанных идей. Таким образом, следует понимать, что в пределах объема приложенной формулы изобретения, настоящее изобретение можно осуществлять на практике способом, отличным от конкретно описанного.
Claims (25)
1. Расклинивающий наполнитель для гидравлического разрыва подземного пласта, причем указанный расклинивающий наполнитель содержит:
A. частицу, находящуюся в количестве от 90 до 99,5 мас. % в пересчете на общую массу указанного расклинивающего наполнителя; и
B. полиуретановое покрытие, расположенное на указанной частице и находящееся в количестве от 0,5 до 10 мас. % в пересчете на общую массу указанного расклинивающего наполнителя, причем указанное полиуретановое покрытие содержит продукт реакции изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента, содержащего полидиеновый полиол и удлинитель цепей с гидрокси-функциональностью более 1,5 и не более 4.
2. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный полидиеновый полиол характеризуется гидрокси-функциональностью не более 3.
3. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный полидиеновый полиол характеризуется среднечисленной молекулярной массой от 400 до 15000 г/моль.
4. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный полидиеновый полиол содержит полибутадиен.
5. Расклинивающий наполнитель по п. 4, в котором указанный полибутадиен содержит не менее 50 мас. % 1,2-виниловых звеньев в пересчете на общую массу указанного полибутадиенового полиола.
6. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный полидиеновый полиол содержит концевые гидроксильные группы.
7. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный полидиеновый полиол находится в указанном реагирующем с изоцианатом компоненте в количестве более 0 и менее 95 мас. % в пересчете на общую массу указанного реагирующего с изоцианатом компонента.
8. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный удлинитель цепей характеризуется среднечисленной молекулярной массой (Mn) от 50 до 400.
9. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный удлинитель цепей содержит алкиленгликоль.
10. Расклинивающий наполнитель по п. 9, в котором указанный алкиленгликоль выбран из группы пропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля и их комбинаций.
11. Расклинивающий наполнитель по п. 1, в котором указанный удлинитель цепей находится в указанном реагирующем с изоцианатом компоненте в количестве от 5 до 50 мас. % в пересчете на общую массу указанного реагирующего с изоцианатом компонента.
12. Расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7, в котором указанный изоцианатный компонент содержит полимерный изоцианат и мономерный изоцианат.
13. Расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7, в котором указанный изоцианатный компонент содержит полимерный дифенилметандиизоцианат и 4,4'-дифенилметандиизоцианат и характеризуется содержанием NCO около 33,5 мас. %.
14. Расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7, в котором указанная частица выбрана из группы минералов, керамики, песков, скорлупы орехов, гравия, шахтных отходов, угольной золы, пород, шлака плавильных печей, диатомитовой земли, измельченных древесных углей, слюды, древесных опилок, древесной стружки, резиновых частиц, полимерных частиц и их комбинаций.
15. Расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7, в котором указанная частица присутствует в количестве от 94 до 99 мас. % в пересчете на общую массу указанного расклинивающего наполнителя, а указанное полиуретановое покрытие присутствует в количестве от 1 до 6 мас. % в пересчете на общую массу указанного расклинивающего наполнителя.
16. Расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7, который термостабилен при температурах свыше 200°С.
17. Композиция для гидравлического разрыва, содержащая воду и расклинивающий наполнитель по любому из пп. 1-7.
18. Способ получения расклинивающего наполнителя по любому из пп. 1-16, причем указанный способ включает стадии:
A. объединения изоцианатного компонента и реагирующего с изоцианатом компонента, содержащего полидиеновый полиол, и удлинителя цепей с гидрокси-функциональностью более 1,5 и не более 4 с получением реакционной смеси; и
B. нанесения покрытия из реакционной смеси на частицу для получения расклинивающего наполнителя, содержащего частицу и полиуретановое покрытие, расположенное на ней.
19. Способ по п. 18, в котором стадию объединения проводят одновременно со стадией нанесения покрытия.
20. Способ по п. 18, в котором стадии объединения и нанесения покрытия проводят при температуре от -10 до 50°С.
21. Способ по п. 18, в котором стадии объединения и нанесения покрытия проводят совместно в течение 10 минут или менее.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361909018P | 2013-11-26 | 2013-11-26 | |
US61/909,018 | 2013-11-26 | ||
PCT/US2014/067342 WO2015081080A1 (en) | 2013-11-26 | 2014-11-25 | A proppant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016125307A RU2016125307A (ru) | 2017-12-28 |
RU2695266C1 true RU2695266C1 (ru) | 2019-07-23 |
Family
ID=52278745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125307A RU2695266C1 (ru) | 2013-11-26 | 2014-11-25 | Расклинивающий наполнитель |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10501683B2 (ru) |
EP (1) | EP3074480B1 (ru) |
CN (1) | CN105934495B (ru) |
AR (1) | AR100297A1 (ru) |
AU (1) | AU2014354818B2 (ru) |
BR (1) | BR112016011806A2 (ru) |
CA (1) | CA2931731A1 (ru) |
MX (1) | MX2016006895A (ru) |
PL (1) | PL3074480T3 (ru) |
RU (1) | RU2695266C1 (ru) |
WO (1) | WO2015081080A1 (ru) |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9290690B2 (en) | 2011-05-03 | 2016-03-22 | Preferred Technology, Llc | Coated and cured proppants |
US10100247B2 (en) | 2013-05-17 | 2018-10-16 | Preferred Technology, Llc | Proppant with enhanced interparticle bonding |
BR112016011646B1 (pt) * | 2013-11-26 | 2021-09-14 | Basf Se | Composição elastomérica de poliuretano flexível, estrutura submarina, e, método de formação de uma composição elastomérica de poliuretano |
US20160137904A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-19 | Preferred Technology, Llc | Proppants and methods of use thereof |
US9862881B2 (en) * | 2015-05-13 | 2018-01-09 | Preferred Technology, Llc | Hydrophobic coating of particulates for enhanced well productivity |
WO2016183313A1 (en) | 2015-05-13 | 2016-11-17 | Preferred Technology, Llc | High performance proppants |
CA3010557A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Advanced Polymer Technology Corp. | Using a polyol mixture comprising pbd for creating a pu-based artificial turf |
EP3219847B1 (en) * | 2016-03-18 | 2018-09-05 | Advanced Polymer Technology Corp. | Using a polyol mixture comprising pbd for creating a pu-based artificial turf |
US10870952B2 (en) | 2016-03-18 | 2020-12-22 | Advanced Polymer Technologies Corp. | Using a polyol mixture comprising PBD for creating a PU-based artificial turf |
US20180118972A1 (en) * | 2016-11-02 | 2018-05-03 | Covestro Llc | Reducing erosion of oil field pumping and transfer equipment |
US11208591B2 (en) | 2016-11-16 | 2021-12-28 | Preferred Technology, Llc | Hydrophobic coating of particulates for enhanced well productivity |
US10696896B2 (en) | 2016-11-28 | 2020-06-30 | Prefferred Technology, Llc | Durable coatings and uses thereof |
CN106978157B (zh) * | 2017-04-22 | 2020-09-29 | 西南石油大学 | 一种储层自动破胶的线性胶压裂液及其制备方法 |
US10385261B2 (en) | 2017-08-22 | 2019-08-20 | Covestro Llc | Coated particles, methods for their manufacture and for their use as proppants |
IT201700115871A1 (it) * | 2017-10-13 | 2019-04-13 | Promix S R L Con Unico Socio | Sabbia gommata |
CN109294552A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-01 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 覆膜支撑剂的制备方法 |
CN109337667A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-15 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种覆膜支撑剂的制备方法 |
CN109181676A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-11 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种覆膜支撑材料 |
CN109181673A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-11 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮式支撑剂的生产工艺 |
CN109135720A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种低密度支撑剂 |
CN109456752A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-12 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种支撑剂材料的制备方法 |
CN109021959A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种悬浮支撑剂 |
CN109135721A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮覆膜材料的制备工艺 |
CN109233789A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮覆膜支撑材料 |
CN109337668A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-15 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮覆膜材料 |
CN109385262A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-26 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种低密度覆膜材料的制备工艺 |
CN108949140A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-07 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮式支撑剂 |
CN109021960A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 自悬浮支撑剂 |
CN109233792A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮支撑剂的制备工艺 |
CN109233790A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种支撑剂材料 |
CN109111911A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-01 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮覆膜支撑材料的制备工艺 |
CN109054802A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-21 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种覆膜支撑剂 |
CN109321230A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-12 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种低密度覆膜材料 |
CN109233791A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种清水压裂支撑剂的制备方法 |
CN109321229A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-12 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种自悬浮支撑剂 |
CN109135722A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 覆膜支撑剂 |
CN109401747A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-03-01 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种清水压裂支撑剂 |
CN109181675A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-11 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种覆膜支撑材料的制备方法 |
CN109021961A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-18 | 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 | 一种悬浮支撑剂的制备方法 |
CN111793491A (zh) * | 2019-03-20 | 2020-10-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于煤层气井压裂的支撑剂及其设计方法 |
WO2021030455A1 (en) | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Xpand Oil & Gas Solutions, Llc | Gas generating compositions and uses |
US11396625B2 (en) | 2019-09-17 | 2022-07-26 | Saudi Arabian Oil Company | Coated proppant and methods of making and use thereof |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010049467A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Basf Se | A proppant |
EA201070862A1 (ru) * | 2008-01-18 | 2011-02-28 | Эм-Ай Эл.Эл.Си. | Разлагаемые неводные гелевые системы |
US20120279703A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Mcdaniel Robert Ray | Coated and cured proppants |
US20120283153A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Mcdaniel Robert Ray | Coated and cured proppants |
RU2477235C2 (ru) * | 2006-11-29 | 2013-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ торможения рельсового транспортного средства |
RU2011149811A (ru) * | 2009-05-08 | 2013-06-20 | Моументив Спешелти Кемикалс Инк. | Способы получения и использования предварительно уф/эл- отвержденных частиц, предназначенных для использования в качестве проппантов |
WO2013112251A1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Preferred Unlimited, Inc. | Manufacture of polymer coated proppants |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3719050A (en) | 1970-06-01 | 1973-03-06 | Toho Chem Ind Co Ltd | Soil stabilization method |
US4139676A (en) | 1974-02-12 | 1979-02-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Consolidation of aggregate material |
US3954629A (en) | 1974-06-03 | 1976-05-04 | Union Oil Company Of California | Polymeric diverting agent |
US5925724A (en) * | 1995-06-23 | 1999-07-20 | Shell Oil Company | Use of polydiene diols in thermoplastic polyurethanes |
US6008312A (en) | 1995-12-01 | 1999-12-28 | Hokushin Corp | Method for producing millable polyurethanes and polyurethane elastomers |
US6582819B2 (en) | 1998-07-22 | 2003-06-24 | Borden Chemical, Inc. | Low density composite proppant, filtration media, gravel packing media, and sports field media, and methods for making and using same |
IT1310133B1 (it) | 1999-07-21 | 2002-02-11 | Stefano Maruelli | Dispositivo di sicurezza ad aggancio rapido a moschettone con based'appoggio allargata e gancio ortogonale |
FR2816030B1 (fr) * | 2000-10-27 | 2003-05-16 | Atofina | Utilisation d'une composition d'isolation thermique pour l'isolation de canalisations contenues dans une conduite de transfert de produits petroliers |
US7900702B2 (en) | 2006-06-06 | 2011-03-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Silicone-tackifier matrixes and methods of use thereof |
US7727940B2 (en) | 2006-06-06 | 2010-06-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Silicone-tackifier matrixes and methods of use thereof |
WO2007141519A2 (en) | 2006-06-06 | 2007-12-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Silicone-tackifier matrixes and methods of use thereof |
CN101586024A (zh) | 2008-05-21 | 2009-11-25 | 北京仁创科技集团有限公司 | 采油用覆膜颗粒、压裂支撑剂及采油方法 |
BR112012006038B8 (pt) * | 2009-09-18 | 2020-10-13 | Eng Polymer Solutions Inc | "método de revestimento de bobina, artigo, e, método de formar um artigo" |
US9290690B2 (en) | 2011-05-03 | 2016-03-22 | Preferred Technology, Llc | Coated and cured proppants |
BR112013028427A2 (pt) * | 2011-05-05 | 2017-03-01 | Basf Se | material de sustentação, método de formação de um material de sustentação, e, método para fraturar hidraulicamente uma formação subterrânea |
EP2855618B1 (en) | 2011-09-30 | 2021-01-13 | Hexion Research Belgium SA | Proppant materials and methods of tailoring proppant material surface wettability |
DE102011121254A1 (de) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Verfahren zur Herstellung beschichteter Proppants |
CN102942334B (zh) * | 2012-10-24 | 2016-02-17 | 亿利沙材料科技有限责任公司 | 一种覆膜改性支撑剂及其制备方法和应用 |
CN102977320A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-20 | 青岛文创科技有限公司 | 一种端羟基聚丁二烯改性水性聚氨酯的方法 |
US20150119301A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-04-30 | Preferred Technology, Llc | Flash Coating Treatments For Proppant Solids |
-
2014
- 2014-11-25 BR BR112016011806A patent/BR112016011806A2/pt active Search and Examination
- 2014-11-25 RU RU2016125307A patent/RU2695266C1/ru active
- 2014-11-25 EP EP14821917.3A patent/EP3074480B1/en active Active
- 2014-11-25 MX MX2016006895A patent/MX2016006895A/es unknown
- 2014-11-25 CA CA2931731A patent/CA2931731A1/en not_active Abandoned
- 2014-11-25 PL PL14821917T patent/PL3074480T3/pl unknown
- 2014-11-25 WO PCT/US2014/067342 patent/WO2015081080A1/en active Application Filing
- 2014-11-25 AR ARP140104406A patent/AR100297A1/es unknown
- 2014-11-25 US US15/038,827 patent/US10501683B2/en active Active
- 2014-11-25 CN CN201480074001.9A patent/CN105934495B/zh active Active
- 2014-11-25 AU AU2014354818A patent/AU2014354818B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477235C2 (ru) * | 2006-11-29 | 2013-03-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Способ торможения рельсового транспортного средства |
EA201070862A1 (ru) * | 2008-01-18 | 2011-02-28 | Эм-Ай Эл.Эл.Си. | Разлагаемые неводные гелевые системы |
WO2010049467A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Basf Se | A proppant |
RU2011149811A (ru) * | 2009-05-08 | 2013-06-20 | Моументив Спешелти Кемикалс Инк. | Способы получения и использования предварительно уф/эл- отвержденных частиц, предназначенных для использования в качестве проппантов |
US20120279703A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Mcdaniel Robert Ray | Coated and cured proppants |
US20120283153A1 (en) * | 2011-05-03 | 2012-11-08 | Mcdaniel Robert Ray | Coated and cured proppants |
WO2013112251A1 (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Preferred Unlimited, Inc. | Manufacture of polymer coated proppants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2014354818A1 (en) | 2016-06-16 |
AU2014354818B2 (en) | 2017-11-23 |
US10501683B2 (en) | 2019-12-10 |
EP3074480A1 (en) | 2016-10-05 |
EP3074480B1 (en) | 2019-09-11 |
MX2016006895A (es) | 2016-08-19 |
CA2931731A1 (en) | 2015-06-04 |
PL3074480T3 (pl) | 2020-03-31 |
CN105934495B (zh) | 2020-10-27 |
CN105934495A (zh) | 2016-09-07 |
AR100297A1 (es) | 2016-09-28 |
BR112016011806A2 (pt) | 2017-08-08 |
RU2016125307A (ru) | 2017-12-28 |
WO2015081080A1 (en) | 2015-06-04 |
US20160376496A1 (en) | 2016-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2695266C1 (ru) | Расклинивающий наполнитель | |
AU2012251025B2 (en) | Resin-coated proppant and methods of use | |
AU2011281600B2 (en) | A proppant | |
EP2970757B1 (en) | A proppant | |
MX2013012855A (es) | Agente de sosten. | |
KR20150127231A (ko) | 프로판트 | |
KR20150113971A (ko) | 프로판트 | |
AU2014228994A1 (en) | A proppant |