[發(fā)明專利]支撐劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380070991.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN104937070A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·M·坦圭;C·O·凱羅博;Y·盧;S·F·格羅斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號(hào): C09K8/80
• 分類號(hào): C09K8/80;C09K8/62
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 孫悅

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及支撐劑和形成該支撐劑的方法。更具體的，本發(fā)明涉及一種支撐劑，其用于水力壓裂地下地層的過程之后。

發(fā)明背景

美國目前的國內(nèi)能量需求超過了容易利用的能源，其已經(jīng)被迫增加了對(duì)外國石油燃料例如石油和天然氣的依賴性。同時(shí)，現(xiàn)有的美國能源明顯未被充分利用，這部分歸因于低效的油氣采集方法和原料例如未精制的石油燃料品質(zhì)的低劣。

石油燃料典型地經(jīng)由井筒獲自地下儲(chǔ)集層。石油燃料典型地是通過水力壓裂地下地層例如具有不同程度的孔隙率和滲透性的巖石體，而獲自低滲透性的儲(chǔ)集層。水力壓裂通過產(chǎn)生裂縫而增強(qiáng)了生產(chǎn)，所述裂縫從地下儲(chǔ)集層或者井筒向外發(fā)散，并且提供了用于石油燃料的增加的流動(dòng)通道。在水力壓裂過程這，將特殊工程化的載流體以高壓和高速泵入地下儲(chǔ)集層這，來在地下地層中產(chǎn)生裂縫。當(dāng)水力壓裂完成時(shí)，支撐試劑(即，支撐劑)與載流體混合來保持裂縫打開。該支撐劑典型地包含顆粒和位于該顆粒上的涂層。一旦除去高壓，則該支撐劑保持在裂縫中適當(dāng)?shù)奈恢蒙希⒂纱藫伍_裂縫來增強(qiáng)石油燃料向井筒的流入。因此，該支撐劑通過產(chǎn)生石油燃料能夠流過其中的高滲透性支撐的通道，而增加了石油燃料的獲得。

但是，一些支撐劑，特別是包含聚合物的那些例如聚合物包覆的沙子的表面性能是不令人期望的，這歸因于聚合物的疏水性和/或良好的電絕緣體的傾向。當(dāng)聚合物衍生自芳族聚合物時(shí)，這些屬性大部分會(huì)增強(qiáng)。該聚合物不能在水中充分浸濕，這會(huì)阻礙包含該聚合物的支撐劑在水溶液中分散的速率。所以，當(dāng)經(jīng)由泵送將該包含聚合物的支撐劑轉(zhuǎn)移到井筒中時(shí)，該聚合物會(huì)減慢或/或產(chǎn)生問題。

干支撐劑被加入到漿體槽中，并且以約600lbs/min的速率泵入井筒中。如果該支撐劑不能在水中充分浸濕，則該支撐劑會(huì)堵塞泵送系統(tǒng)和阻止生產(chǎn)。聚合物(其是良好的絕緣體)還傾向于產(chǎn)生靜電荷和保持其。當(dāng)將支撐劑經(jīng)由泵送轉(zhuǎn)移到井筒中時(shí)，這些靜電荷還減慢和/或產(chǎn)生問題。即，如果該支撐劑產(chǎn)生和保持了靜電荷，則該支撐劑沒有篩孔，粘附到表面上，并且阻止了生產(chǎn)。此外，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)損壞裝置。

目前的實(shí)踐是使用離子/兩性(具有正電荷和負(fù)電荷二者)表面活化劑，用后處理來處理該聚合物包覆的沙子。但是，這樣的離子表面活化劑提供了名義的靜電荷耗散和水潤(rùn)濕能力。此外，該支撐劑制造方法典型地包括不同的加工步驟，其在超過300℉的溫度進(jìn)行，并且這些表面活化劑是溫度敏感的。同樣，該支撐劑在施涂現(xiàn)有技術(shù)的表面活化劑之前必須冷卻，否則這些表面活化劑將分解，這使得它們作為抗靜電劑和親水物是不太有效或者甚至無效的。此外，已經(jīng)嘗試了將包含表面活化劑的水溶液在高溫施涂到支撐劑上，但在這樣的嘗試通常導(dǎo)致了閃蒸，其產(chǎn)生了大體積量的蒸汽和導(dǎo)致表面活化劑的蒸發(fā)。

同樣存在著提供用于支撐劑的表面處理劑的機(jī)會(huì)，其是有效的抗靜電劑和親水物，并且可以在常規(guī)溫度和高溫施涂和起作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種支撐劑，其包括：包含抗靜電組分和親水性組分的表面處理劑。該抗靜電組分包含季銨化合物。該親水性組分包含聚醚多元醇。本發(fā)明還提供一種形成支撐劑的方法，其包含將該表面處理劑施涂到該支撐劑的步驟。

有利的，作為該抗靜電組分和親水性組分的結(jié)果，表面處理劑具有優(yōu)異的抗靜電和親水性。該抗靜電組分和親水性組分可以有效的施涂到支撐劑表面上，例如在支撐劑剛剛形成后支撐劑還處于高溫(大于25℃的溫度)時(shí)施涂。此外，該季銨化合物和聚醚多元醇彼此相互作用并與支撐劑表面相互作用以形成在支撐劑的整個(gè)壽命周期中提供抗靜電和潤(rùn)濕性能的表面處理劑。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明包括支撐劑，形成或者制備該支撐劑的方法，水力壓裂地下地層的方法和過濾流體的方法。該支撐劑典型地與載流體一起使用，來水力壓裂限定了地下儲(chǔ)集層(例如井筒或者它的儲(chǔ)集層)的地下地層。這里，該支撐劑在水力壓裂后撐開了地下地層中的裂縫。在一種實(shí)施方案中，該支撐劑還可以用于過濾裂縫中未精制的石油燃料例如原油，來改進(jìn)精煉廠的原料品質(zhì)。但是，可以理解本發(fā)明的支撐劑還具有超出水力壓裂和原油過濾的應(yīng)用，包括但不限于水過濾和人造草皮。

該支撐劑包括在支撐劑的整個(gè)壽命周期中提供有效的抗靜電性和潤(rùn)濕性的表面處理劑。該表面處理劑包含抗靜電組分和親水性組分。該抗靜電組分包含季銨化合物。該親水性組分包含聚醚多元醇。該抗靜電組分典型地位于支撐劑外表面上。