[發(fā)明專利]由穿孔膜形成的陶瓷顆粒

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480063336.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105745182A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·P·巴特爾梅斯;J·勒特列
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開(kāi)發(fā)股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B33/02
• 分類號(hào): C04B33/02;C04B33/13
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

相關(guān)申請(qǐng)信息

本申請(qǐng)要求享有2013年11月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/905943的優(yōu)先權(quán)，其整體被結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)所涉及的領(lǐng)域總體上為通過(guò)從穿孔膜噴射漿液產(chǎn)生來(lái)自于漿液體的分離顆粒而形成的支撐劑顆粒，以及所述顆粒的使用方法和形成所述顆粒的漿液的組分。

背景技術(shù)

本部分的描述僅僅提供與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息并且不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

水力壓裂是一種向井下泵送高速和高壓液體并且使其進(jìn)入地下地層，使得在所述井周圍的巖石中形成裂縫的一種工藝過(guò)程。在泵送完足夠量的液體使得所述裂縫足夠?qū)捴螅环Q作“支撐劑”的固體顆粒被加入到所述液體中。在完成泵送之后，所述井被打開(kāi)用于生產(chǎn)烴。在所述壓裂處理后，來(lái)自所述井的流體的開(kāi)采速率和生產(chǎn)服務(wù)都顯著提高。自從該工藝過(guò)程最開(kāi)始在1949年取得專利權(quán)以來(lái)在水力壓裂工藝過(guò)程中已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。參見(jiàn)US2013/0025862，其公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)引用被整體結(jié)合于此。

首次被用于井的水力壓裂的支撐劑材料為硅砂。隨著井變得越來(lái)越深，硅砂有時(shí)被發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不足或者具有其它特性。在深井中，地層的應(yīng)力可能導(dǎo)致所述硅砂被壓碎并且在提高井的開(kāi)采速率上不太有效。

合成支撐劑材料被研發(fā)出來(lái)，用于提供較高強(qiáng)度的支撐劑。合成燒結(jié)支撐劑的其中一個(gè)類型為燒結(jié)礬土。近些年，多種陶瓷原材料被用于制作燒結(jié)陶瓷支撐劑，包括包含氧化鋁和黏土礦物的礬土，例如高嶺土。然而，仍然存在研發(fā)和提供具有選取的用于布置在地下地層裂縫中的具有提高的耐受應(yīng)力性和分布特性的合成支撐劑的持續(xù)需求，后面公開(kāi)的內(nèi)容至少部分地滿足了這些需求。

發(fā)明內(nèi)容

本部分內(nèi)容提供對(duì)本公開(kāi)的總體概述，并且不是對(duì)其完整范圍或者其所有特征必要的全面公開(kāi)。

在本公開(kāi)的第一方面，提供一種方法，其包括提供包含陶瓷形成原材料的含水漿液，使所述漿液流過(guò)穿孔膜以形成漿液體，在集料斗中接收所述漿液體，并且使所述漿液體干燥以形成顆粒。在某些情況下，當(dāng)所述漿液流過(guò)所述穿孔膜時(shí)被施加能量。

本公開(kāi)的另一方面，方法包括提供包含陶瓷形成原材料的含水漿液，所述漿液進(jìn)一步包括反應(yīng)劑和分散劑，使所述漿液流過(guò)穿孔膜同時(shí)向所述漿液施加能量以形成漿液體，使所述漿液體通過(guò)腔室體中的霧，其中，所述霧包括與所述漿液體中的反應(yīng)劑發(fā)生反應(yīng)的凝固劑，接著在集料斗中收集所述漿液體，并且干燥或者采用其它方法使所述漿液體固化以形成顆粒。

本公開(kāi)的另一方面包括通過(guò)將壓裂流體在高于地層的壓裂應(yīng)力的壓力下泵送到井眼中并且向所述壓裂流體添加支撐劑顆粒、接著運(yùn)送所述支撐劑顆粒和所述流體進(jìn)入所述井眼而對(duì)被井眼穿過(guò)的地下地層進(jìn)行水力壓裂的方法。所述支撐劑顆粒可通過(guò)提供包含陶瓷形成原材料的含水漿液，使所述漿液流過(guò)穿孔膜以形成漿液體，在集料斗中接收所述漿液體，并且干燥所述漿液體以形成所述支撐劑顆粒而制備。

本公開(kāi)的再一個(gè)方面提供一種系統(tǒng)，其具有用于供送包含顆粒形成原材料漿液的罐，用于從含水漿液形成漿液體的穿孔膜，與所述穿孔膜相鄰設(shè)置的霧化腔室，以及與所述霧化腔室相鄰設(shè)置的集料斗，其中，所述罐與穿孔膜流體連接。

某些可以適用于本公開(kāi)的含水漿液包括包含小于百分之八十的氧化鋁的礬土材料，可選配的流變改性劑，以及可選配的反應(yīng)劑和分散劑，其中，所述分散劑可以是至少部分地影響漿液體形狀和/或尺寸的表面活性劑。在某些情況下，所述含水漿液可具有至少一種影響所述漿液的流變特性的組分，例如作為舉例的凹凸棒石。在某些方面，所述含水漿液包括大約大于或等于46％重量百分比的氧化鋁、大約小于或等于18％重量百分比的二氧化硅和大約小于或等于10％重量百分比的鋯土或衍生出的氧化鋯。所述陶瓷漿液還可以包含玻璃，粉煤灰和蘇打粉中的至少一種。所述漿液還可以包括石墨涂覆鐵微粒，石墨涂覆磁粉，多聚糖，或者任何其它適用的材料。

在本公開(kāi)的某些方面，所述穿孔膜可以是基本上平坦的表面，其不包括用于排放漿液體的噴嘴。在某些其它方面，所述集料斗是無(wú)浴洗的容器，或所述料斗不包括用于處理所述漿液體的浴缸。同樣，除了干燥之外，還可以使用燒結(jié)過(guò)程來(lái)形成所述顆粒。

附圖說(shuō)明

下文中將參照附圖對(duì)本公開(kāi)的特定實(shí)施例進(jìn)行描述，其中相同的參考標(biāo)記數(shù)字代表相同的部件。然而，應(yīng)該理解的是所述附圖描繪了這里描述的多個(gè)實(shí)施方式并且并不是要限制這里描述的多種技術(shù)的范圍，并且：

圖1描繪出根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的漿液體形成設(shè)備的橫截面視圖；