周圍賦予全疏性(疏水和疏油特征）。運有助于破膠劑特別在高溫(例如超過160° F，在一些 情況下超過180°F，在一些情況下超過220°巧下的穩(wěn)定性。
[0175] 在所述應(yīng)用中，復(fù)合物用于改進井眼生產(chǎn)率和/或控制壓裂支撐劑或地層砂的產(chǎn) 生。
[0176] 表面改性處理劑還可用于原位涂覆支撐劑充填層。支撐劑的充填可W取決于支撐 劑的表觀比重。例如，對于表觀比重在約1.06和約1.5之間的支撐劑，充填可W在約0.02至 約0.8化s/平方英尺之間。支撐劑的充填可能造成裂縫的孔隙率的增加。
[0177] 此外，復(fù)合物可W有效作為堿石充填操作中的顆粒。當(dāng)用在防砂操作中時，處理可 W使用或不使用堿石充填篩，可W在低于、等于或高于地層的壓裂壓力的壓力下引入井眼 (例如壓裂充填層），和/或如果需要的話可W連同樹脂(例如砂固結(jié)樹脂)一起使用。作為篩 的替代形式，可W使用任何其它在井眼內(nèi)形成顆粒材料的充填層的方法，所述充填層可滲 透從井眼產(chǎn)出的流體(例如油、氣或水），但是基本上防止或減少從地層產(chǎn)生地層材料(例如 地層砂)并且進入井眼。通過防止未固結(jié)地層顆粒遷移進入井眼并且防止支撐劑或堿石充 填顆粒隨著產(chǎn)出流體回流，本文公開的復(fù)合物的疏水特征進一步增強生產(chǎn)率。由復(fù)合物造 成的降低的回流傾向可能歸因于通過表面改性處理劑擴展的顆粒的固結(jié)。
[0178] 固體顆粒上的表面改性處理劑的存在進一步降低控產(chǎn)出儲層內(nèi)的流體的摩擦阻 力。摩擦阻力可能在井內(nèi)流體的端流過程中產(chǎn)生。此外，在從控產(chǎn)出儲層中累送產(chǎn)出控的過 程中出現(xiàn)摩擦阻力的降低。因此，井內(nèi)摩擦阻力的減少歸因于表面改性處理劑與固體顆粒 表面的結(jié)合。因此，通過固體顆粒上的表面改性處理劑的存在，摩擦阻力降低并且控(或水 相)的流動得w改進。
[0179] 此外，通過表面改性處理劑提供的井內(nèi)摩擦的減少降低了支撐劑在地層內(nèi)的嵌入 或嵌入可能性。運在頁巖地層中是特別顯著的。
[0180] 當(dāng)結(jié)合至固體顆粒的表面時，相比于不具有表面改性處理劑的原始固體顆粒，井 內(nèi)的流體和復(fù)合物之間的滑動角減小。在控和水相中均可見流體流動的改進?；瑒咏堑臏p 小的進一步的益處在于:在壓裂流體返回表面之后通過提高來自井的回流水的采收從而增 強水的負(fù)載采收。
[0181] 正如本文所使用的，滑動角(也被稱為傾斜角度)為流體滴與基材表面的側(cè)向附著 的量度。因此，流體在結(jié)合表面改性處理劑的基材上的滑動角小于相同流體在未結(jié)合表面 改性處理劑的（相同）基材（"原始未改性基材"）上的滑動角。當(dāng)表面改性處理劑僅結(jié)合至基 材的一部分時，流體滴在基材的結(jié)合表面改性處理劑的部分上的滑動角小于流體在未結(jié)合 表面改性處理劑的基材上的滑動角。
[0182] 可W通過流體與地層表面的滑動角的減小測量在從井中產(chǎn)出控的過程中的摩擦 阻力的減少。附著結(jié)合強度的減小造成液體和固體表面之間減少的阻力，使得流體在給定 應(yīng)力下更容易流動?；瑒咏堑臏p小通過減少截留在地層內(nèi)的流體的量從而促進來自井的流 體的流動。
[0183] 在一個實施方案中，流體與用表面改性處理劑處理的固體顆粒的表面的滑動角可 W小于或等于60%在一些情況下小于或等于20%在其它情況下小于或等于10°，并且在一 些其它情況下小于或等于5°。在一種情況下，觀察到控的滑動角小于10°。在其它情況下，通 過滑動角從80° (未處理基材)減小至40° (經(jīng)處理基材），觀察到流體的側(cè)向附著的減少。
[0184] 滑動角的減小獨立于接觸角度。接觸角表示液滴和固體顆粒的表面之間的角度。 由于液-固接觸面積的減少，大的接觸角度減少液滴與固體表面的正常附著。
[0185] 接觸角度為疏水性的量度。通常地，當(dāng)接觸角度小于90°時液體被認(rèn)為是"可濕的 (non-wetr或親水的，當(dāng)接觸角度大于90°時被認(rèn)為是"非潤濕性的"或疏水的。水接觸角度 大于150°的表面通常被稱為"超疏水的"，表征斥水表面。超疏水表面可W具有小于10°，在 一些情況下小于5°的接觸角度滯后。當(dāng)接觸角度小于90°時，當(dāng)基材相比于平滑是粗糖的 時，表面改性的基材的潤濕傾向可能更大。當(dāng)接觸角度大于90°時，當(dāng)基材粗糖時基材可能 更為斥水。
[0186] 由于疏水性防止在基材表面上形成水封，接觸角指示基材內(nèi)的毛細(xì)管壓力。然而 接觸角表示靜態(tài)條件，滑動角表示井底的流體移動。接觸角和滑動角之間沒有關(guān)系。同樣 地，接觸角不提供滑動角的指示。在小于或等于20°的接觸角和減小的滑動角下可見摩擦阻 力的改進。此外，在大于或等于120°的接觸角和減小的滑動角下觀察到摩擦阻力的改進。例 如，在表現(xiàn)出接觸角小于20°并且滑動角小于20°，和接觸角大于120°并且滑動角小于20°的 流體的情況下可見表面改性處理劑在基材表面上減少摩擦阻力的效果。
[0187] 可W通過將表面改性處理劑附接至固體顆粒的表面的至少一部分從而減少通常 在原位條件下從原始固體顆粒產(chǎn)生的細(xì)顆?；蚍蹓m的量。例如，相比于在將原始支撐劑或 防砂顆粒累入井中的過程中產(chǎn)生的細(xì)顆粒的量，當(dāng)表面改性處理劑附接至固體顆粒的至少 一部分時，在將支撐劑或防砂顆粒累入井中的過程中產(chǎn)生的細(xì)顆粒的量更少。
[0188] 細(xì)顆粒和/或粉塵的產(chǎn)生的減少可W進一步歸因于通過固體顆粒的表面上存在表 面改性處理劑而造成的井內(nèi)摩擦的減少。如上所述，可w首先在井中累入顆粒，然后在井中 累入表面改性處理劑使其原位涂覆顆粒。由于表面改性處理劑，從固體顆粒產(chǎn)生的細(xì)顆粒 和/或粉塵的量減少。
[0189] 當(dāng)顆粒在地層內(nèi)W充填層的形式存在時，當(dāng)充填層的顆粒涂覆有表面改性處理劑 時，相比于原始狀態(tài)下的顆粒，產(chǎn)生的細(xì)顆粒的量和通常由于地層內(nèi)細(xì)顆粒從顆粒充填層 的剝落而造成的對地層或操作的損壞可W達到最小化。
[0190] 除了最小化在井處理操作的過程中產(chǎn)生的細(xì)顆粒和/或粉塵之外，復(fù)合物可W用 于防止砂粒W及地層細(xì)顆粒遷移進入井眼。
[0191] 復(fù)合物還可W用于大自然中近井眼的處理(影響近井眼的區(qū)域）。在一個實施方案 中，復(fù)合物可W用作封隔物(packer)或隔離分布物(profiler)并且造成地層內(nèi)的區(qū)域隔 離。暴露于本文定義的復(fù)合物的封閉層可W具有與井眼內(nèi)的流體的減小的接觸面積。該減 少的接觸面積可W改進封閉層的壽命。在選擇性增產(chǎn)操作中，固體顆粒優(yōu)選為彈性體的。
[0192] 表面改性處理劑進一步保護固體顆粒免于侵襲性有機和無機化學(xué)試劑和減少顆 粒壽命和可靠性的其它地下環(huán)境因素，例如溫度和壓力。
[0193] 涂覆在固體顆粒上的表面改性處理劑進一步減少井內(nèi)的管和其它金屬基材之間 的摩擦。當(dāng)用在壓裂中時，復(fù)合物可W最小化摩擦的減少并且因此在與控和不利環(huán)境因素 接觸時協(xié)助維持流體的粘度。此外，由于摩擦的減少，在原位條件下復(fù)合物在井內(nèi)經(jīng)受更少 的研磨。
[0194] 表面改性處理劑的疏水尾部可W提供降低的表面能，從而可W排斥水和其它液 體。同樣地，所述表面可W是"自清潔的"，即從復(fù)合物上滾落的水和其它液體可W除去不希 望的物質(zhì)。例如，在復(fù)合物的存在下，而不是暴露于所述復(fù)合物的工具，可W從鉆地工具上 除去鉆孔中使用的腐蝕性材料。在從井眼除去時，暴露于所公開的復(fù)合物的工具可W比未 暴露于所述復(fù)合物的工具更干凈，因此需要更少的努力來進行合適的清潔和儲存它們。 [01M]此外，井眼操作工具可W暴露于相對于地層材料的更低的摩擦力。因此，所述工具 相比于未暴露于所公開的組合物的相似的工具，可能需要更低的累壓和流速來進行操作。
[0196] 流動管線中所述復(fù)合物的存在可W進一步提供對穿過流動管線的流體的更少的 摩擦力。因此，包含復(fù)合物的流動管線內(nèi)的壓力損失可W低于未暴露于所述復(fù)合物的流動 管線中的壓力損失。復(fù)合物因此提供使用更小的累，更小的流動管線，或者在需要更高壓力 的區(qū)域中鉆孔的能力。
[0197] 本文描述的作為復(fù)合物的固體顆粒的任何固體顆粒還可W用作與復(fù)合物組合的 (原始)顆粒。例如，本文描述的具有陶瓷作為固體顆粒(其上施加表面改性處理劑）的復(fù)合 物還可W與常規(guī)或未處理的陶瓷支撐劑組合使用。復(fù)合物的固體顆粒和與復(fù)合物混合使用 的支撐劑無需是相同材料。任何組合都是可接受的。例如，陶瓷顆粒和表面改性處理劑的復(fù) 合物可W與砂混合。砂粒和表面改性處理劑的復(fù)合物可W與尼龍支撐劑等組合使用。
[0198] 本文公開的復(fù)合物的疏水尾部還可W有效地被動抑制、控制、防止或除去水垢沉 積至地層上或地層內(nèi)。疏水尾部最小化或減少所述材料附著至地層的能力。運可能歸因于 所述礦物水垢(例如巧鹽、領(lǐng)鹽、儀鹽等，包括硫酸領(lǐng)、硫酸巧和碳酸巧水垢)的疏水性質(zhì)。所 述復(fù)合物可W進一步用于處理其它無機水垢，例如金屬硫化物水垢，例如硫化鋒，硫化鐵 等。由于所述水垢傾向于堵塞孔隙并且減少地層的孔隙率和滲透性，本文描述的表面改性 處理劑改進地層的滲透性。
[0199] 復(fù)合物的疏水尾部的大體積性質(zhì)可W進一步協(xié)助、防止或控制有機顆粒在地層基 材上的沉積。運可能協(xié)助細(xì)顆粒隨著采出流體返回表面。
[0200] 此外，本文公開的復(fù)合物的疏水尾部最小化有機顆粒在井內(nèi)的結(jié)合位點。因此，復(fù) 合物可W用于控制或防止有機材料(例如石蠟和/或漸青質(zhì)）在地層內(nèi)或地層上的沉積。已 知所述固體和顆粒負(fù)面地影響完井的整體效率，并且如同水垢抑制劑一樣，可W從產(chǎn)出水 中沉淀并且在地層內(nèi)的流動路徑中造成堵塞。所述不希望的污染物的形成和沉積降低地層 的滲透性，降低井的生產(chǎn)率，并且在一些情況下可能完全堵塞井管。
[0201] 復(fù)合物可W進一步提供被動抗微生物功能從而抑制主要由地層水或注入地層的 流體中的氮和/或憐造成的細(xì)菌生長。復(fù)合物的疏水性可W排斥來自地層的流體并且因此 減少地層中的流體的接觸時間。運防止了好氧菌、厭氧菌和其它微生物的形成。
[0202] 因此，通過充當(dāng)井處理添加劑，復(fù)合物為操作者提供優(yōu)點，因為其通常最小化或消 除所述組分的需要。運也促進空中（on the fly)混合操作。當(dāng)操作者可用的空間有限時情 況特別如此。
[0203] 此外，本公開的復(fù)合物可W用在補救流體(例如酸化流體或抑制水垢的流體，或堿 石充填流體）中。由表面改性處理劑的尾部提供的全疏性在清潔井和井內(nèi)流體(例如壓裂流 體)的過程中具有益處。
[0204] 此外，表面改性處理劑的尾部還可W用在井的補救修井作業(yè)中從而保持娃酸鹽懸 浮并且從井底篩和鉆孔流體損壞中除去粘±、細(xì)顆粒和砂沉積W及無機水垢。復(fù)合物的疏 水尾部最小化氣化巧和氣化儀或氣娃酸鋼或氣娃酸鐘或氣侶酸鋼或氣侶酸鐘的形成。所述 作用進一步提供在低成本下具有最短停工期的補救方案。
[0205] 此外，復(fù)合物的尾部的疏水性質(zhì)改變固體顆粒的表面的潤濕性。因此，當(dāng)用作支撐 劑或防砂顆粒時，涂覆在顆粒上的疏水層降低水飽和度并且增強來自地層的水采收。
[0206] 此外，表面改性處理劑的疏水尾部可W改變支撐劑或防砂顆粒的表面能。表面能 的減少可能是復(fù)合物表面上的減少的電荷密度的結(jié)果。因此通過使用本文公開的復(fù)合物改 進了從地層產(chǎn)出控。
[0207] 在置入井眼之前，可W在現(xiàn)場通過噴射或混合固體顆粒并使其反應(yīng)至少五分鐘使 得進行表面改性反應(yīng)從而制備本文公開的井處理復(fù)合物。在施加表面改性處理劑之前，還 可W在固體顆粒上施加引物。引物可W為粘合劑或增粘樹脂并且用于協(xié)助將表面改性處理 劑附著至固體顆粒。引物可W是有機基金屬化合物，例如本文提到的那些。在該情況下，有 機基金屬化合物的有機部分優(yōu)選包含燒氧化物和/或面化物。
[0208] 本公開的優(yōu)選的實施方案因此相對于現(xiàn)有技術(shù)提供優(yōu)點并且非常適合于進行本 公開的一個或多個主題。然而，本公開不要求上述每個組分和動作，并且不W任何方式限制 于上述實施方案或操作方法。上述組分、特征和過程的任何一個或多個可任何合適的 構(gòu)造使用而不包括其它所述組分、特征和過程。此外，本公開包括本文未具體描述的另外的 特征、能力、功能、方法、用途和應(yīng)用，所述另外的特征、能力、功能、方法、用途和應(yīng)用通過本 說明書、附圖和權(quán)利要求而變得明顯。
[0209] 除非另有聲明，實施例中列出的所有百分比W重量單位計。
[0210] 實施例
[0211] 實施例1.對由20-40Carbolite支撐劑和80-100目石英砂組成的人造巖屯、進行滲 透性測試。每個人造巖屯、具有1.0"的直徑和2.0"的長度并且具有l(wèi)OOmd的氮滲透率，并且用 IS0PAR?石蠟流體進行飽和。然后將每個巖屯、安裝在流體靜力巖屯、支架裝置上并且各自測 試。在出口端施加約2(K)psi的背壓并且圍繞整個圓筒施加約l，0(K)psi的側(cè)限應(yīng)力（上覆巖 層壓力）。側(cè)限應(yīng)力壓力模擬井底地層中的應(yīng)力。然后使2%的氯化鐘化C1)水溶液流動通過 巖屯、從而確定在殘留油飽和度的情況下對水的基線滲透率。在確定基線水滲透率之后，使 IS0PAR?石蠟流體流動通過巖屯、直至確定在束縛水飽和度的情況下對油的基線滲透率。橫 穿巖屯、的整個長度測量壓降并且用于計算對水和對油的各自基線滲透率。
[0212] 然后將五倍孔體積的H1-F無水流體注入巖屯、并且允許在20-40Carbolite中浸泡 約一小時。在處理之后，使石蠟流體