流動(dòng)通過巖屯、，然后測(cè)量在束縛水飽和度的情況下的油 滲透率，然后確定滲透性的保留百分比。在油之后，使水流過并且在殘留油的情況下測(cè)量處 理之后的水滲透率并且與恰好處理之前的水滲透率對(duì)比。同樣地，測(cè)量在束縛水飽和度的 情況下的油和在殘留油飽和度的情況下的水，然后確定滲透性的保留百分比。
[0213] 制備第二個(gè)巖屯、，已經(jīng)用H1-F表面改性的80-100目石英砂。混合石英砂和化-F約 五分鐘，然后將混合物放入爐中過夜直至砂完全干燥。將砂冷卻至室溫之后根據(jù)上述方法 制備巖屯、。巖屯、首先用石蠟流體進(jìn)行飽和，然后在與上述相同的條件下裝載在流體靜力巖 屯、支架中。使水流過并且在殘留油的情況下測(cè)量處理之后的水滲透率并且與恰好處理之前 的水滲透率對(duì)比。在水之后，使石蠟油流動(dòng)通過巖屯、，然后測(cè)量在束縛水飽和度的情況下的 油滲透率，然后確定滲透性的保留百分比。同樣地，測(cè)量在束縛水飽和度的情況下的油和在 殘留油飽和度的情況下的水，然后確定滲透性的保留百分比。
[0214] 圖3顯示了包含20-40化rbolUe支撐劑和80-100目石英砂的人造巖屯、的滲透性的 保留。
[0215] 實(shí)施例2.通過稱重一千克顆粒然后將其填充在12英寸長、2英寸直徑的柱中從而 確定支撐劑/堿石充填物中的凝膠回收。使Ξ升去離子水，然后使兩升線性凝膠(4化pt，磅/ 一千加侖)肥C和3升水流過充填物。記錄壓差并且用于計(jì)算滲透性百分比。
[0216] 測(cè)試Ξ個(gè)樣本：（1)石英砂(對(duì)照壓裂砂）；（2化-改性的石英砂化-改性的壓裂砂） 和(3化1-F改性的石英砂化1-F改性的壓裂砂）。通過混合砂和包含表面處理劑的溶液，混合 約五分鐘然后在150°F的爐中干燥過夜從而制備表面改性的石英砂。在使用之前冷卻樣本。
[0217] 圖4顯示了充填物在暴露于水、線性凝膠和水之后，支撐劑/堿石(經(jīng)處理和未處 理）中的滲透性恢復(fù)。
[0218] 上文描述的或本文要求保護(hù)的方法W及可能落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它 方法可任何希望的合適順序?qū)嵤┎⑶也槐叵拗朴诒疚拿枋龅娜魏雾樞蚧蛘呷缢綑?quán) 利要求中所列出。此外，本公開的方法不一定要求使用本文顯示和描述的具體實(shí)施方案，但 是同樣適用于任何其它合適的結(jié)構(gòu)、形式和組分構(gòu)造。
[0219] 實(shí)施例3.使用Ξ種表面改性處理劑改性肺ite Northern砂，市售獲自加 imin Co巧oration，其尺寸為20/40目（支撐劑）。來自A州Ion，Inc.的每種表面改性處理劑具有疏 水尾部和錯(cuò)固部。表面改性處理劑可W確認(rèn)為:H1-F和Aculon E[包含2%的在有機(jī)溶劑中 的處理劑，所述處理劑的過渡金屬(錯(cuò)固部)結(jié)合至氣化控尾部]，和AkB[包含2%的在有機(jī) 溶劑共混物中的具有聚合控疏水尾部的有機(jī)麟酸醋（錯(cuò)固部）]DAculon-E和AL-B具有疏水 和疏油性質(zhì)，而Hl-F僅具有疏水性質(zhì)。在室溫下混合1.化g砂和表面改性處理劑5分鐘。通過 單層自組裝在支撐劑的表面上涂覆表面改性處理劑。所述自組裝單層(SAM)提供高度有序 的分子組裝，所述分子組裝通過具有疏水基團(tuán)和疏油基團(tuán)的長鏈分子在支撐劑的表面上的 化學(xué)吸收和自組織而自發(fā)形成。疏水基團(tuán)和疏油基團(tuán)通過與砂表面的氧物質(zhì)發(fā)生縮合反應(yīng) 從而錯(cuò)固至支撐劑的表面，因此提供強(qiáng)的共價(jià)鍵。運(yùn)進(jìn)一步增加了顆粒表面的壽命長度。表 面改性處理劑在支撐劑表面上的自組裝造成約4至20nm厚的涂層。然后將涂覆SM的支撐劑 放置在150°F的爐中直至完全干燥。在樣本冷卻之后，根據(jù)API RP 56使其分裂，并且進(jìn)行壓 碎測(cè)試。表1顯示了未涂覆的砂和表面改性的砂在6，000和7，0(K)psi的壓碎測(cè)試中獲得的結(jié) 果。
[0220] 表 1
[0221]
[0222] 通過數(shù)據(jù)可知，相比于未涂覆的砂，經(jīng)涂覆的砂對(duì)應(yīng)力具有更好的耐受性，由于細(xì) 顆粒百分比顯著下降。
[0223] 盡管已經(jīng)顯示和描述了本公開的示例性實(shí)施方案，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)許多 變體形式是可能的，并且可W被本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施和使用而不偏離本發(fā)明的精神或教導(dǎo) W及所附權(quán)利要求的范圍。因此，本文列出的或附圖中顯示的所有主題應(yīng)當(dāng)被解釋為說明 性的，并且本公開和所附權(quán)利要求的范圍不應(yīng)限制于本文描述和顯示的實(shí)施方案。
[0224] 本公開的優(yōu)選的實(shí)施方案因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)提供優(yōu)點(diǎn)并且非常適合于進(jìn)行本 公開的一個(gè)或多個(gè)主題。然而，本公開不要求上述每個(gè)組分和動(dòng)作，并且不W任何方式限制 于上述實(shí)施方案或操作方法。上述組分、特征和過程的任何一個(gè)或多個(gè)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、所附權(quán)利要求而變得明顯。
[0225] 上文描述的或本文要求保護(hù)的方法W及可能落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它 方法可任何希望的合適順序?qū)嵤┎⑶也槐叵拗朴诒疚拿枋龅娜魏雾樞蚧蛘呷缢綑?quán) 利要求中所列出。此外，本公開的方法不一定要求使用本文顯示和描述的具體實(shí)施方案，但 是同樣適用于任何其它合適的結(jié)構(gòu)、形式和組分構(gòu)造。
[0226] 本發(fā)明的復(fù)合物和方法(例如組分、構(gòu)造和操作細(xì)節(jié)）的變體、調(diào)整和/或改變是可 能的，并且可W被本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施和使用而不偏離本公開和所附權(quán)利要求的精神或教 導(dǎo)。因此，本文列出的所有主題應(yīng)當(dāng)被解釋為說明性的，并且本公開和所附權(quán)利要求的范圍 不應(yīng)限制于本文描述和顯示的實(shí)施方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于處理井的復(fù)合物，其中所述復(fù)合物包含至少部分地涂覆在固體顆粒上的表面改 性處理劑，和其中表面改性處理劑包含金屬錯(cuò)固部和疏水尾部，其中疏水尾部為有機(jī)娃材 料、氣化控或疏水有機(jī)娃材料和氣化控兩者，和進(jìn)一步其中表面改性處理劑的金屬錯(cuò)固部 附接至固體顆粒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中疏水尾部為硅烷、聚硅氧烷或聚娃氮燒的衍生 物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中金屬錯(cuò)固部的金屬為第3、4、5或6族金屬。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合物，其中金屬錯(cuò)固部的金屬選自T i、Zr、La、Hf、Ta、W和Nb。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中疏水尾部為下式的有機(jī)娃的衍生物： RYxSiAx 或（Ri3Si)yB 或下式的有機(jī)(聚)硅氧烷或有機(jī)(聚)娃氮燒：其中： Ri相同或不同并且為包含1至100個(gè)碳原子的控基或取代的控基； A為氨、面素、OH、OR2或B 為 NR33-Y; R2為包含1至12個(gè)碳原子的控基或取代的控基； R3為氨或Ri; X為1、2或3;并且 y為1或2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中氣化控包含結(jié)構(gòu)：其中Y為F或CnF2n+i ;m為4至20，和η為1至6 ;R2為包含1至4個(gè)碳原子的烷基，和P為0至18。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中氣化控具有如下結(jié)構(gòu)：其中A為氧基或化學(xué)鍵;η為1至6，y為F或CnF2n;b至少為1 ;m為0至6,和P為0至18。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合物，其中有機(jī)(聚)硅氧烷或有機(jī)(聚)娃氮燒具有下式的 單元：其中Ri相同或不同并且為包含約1至約12個(gè)碳原子的控基或取代的控基;并且R3為氨或 ri。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中疏水尾部包含R52Si〇2的單元，其中R5為面素10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，進(jìn)一步包含在固體顆粒和表面改性劑的金屬錯(cuò)固部 之間的附著劑，用于將金屬錯(cuò)固部結(jié)合至固體顆粒.11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合物，其中附著劑為有機(jī)基金屬化合物。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的復(fù)合物，其中有機(jī)基金屬化合物包括選自如下的過渡金屬： 鐵、錯(cuò)、銅、給、粗和鶴及其混合物。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中固體顆粒選自陶瓷、砂、礦物、堅(jiān)果殼、堿石、聚 合物顆粒及其混合物。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合物，其中聚合物顆粒為聚苯乙締、尼龍、聚苯乙締二乙 締基苯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋或其組合的珠?；蛲枇！?5. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合物，其中固體顆粒進(jìn)一步具有樹脂涂層。16. 包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物的支撐劑或防砂顆粒。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中固體顆粒包含彈性體。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的復(fù)合物，其中彈性體選自：天然橡膠、乙締-丙締-二締聚合 物化PDM)、下臘橡膠、簇化丙締臘下二締共聚物、聚氯乙締-下臘下二締共混物、氯化聚乙 締、氯橫化聚乙締、具有氯化側(cè)鏈的脂族聚醋、聚丙締酸醋橡膠、乙締-丙締酸醋Ξ元共聚 物、乙締和丙締和任選地一種或多種其它締屬不飽和單體的共聚物、乙締乙酸乙締醋共聚 物、氣碳聚合物和共聚物、聚乙締基甲酸、下二締橡膠、聚氯下締橡膠、聚異戊二締橡膠、聚 降冰片締、聚硫橡膠、聚氨醋、娃橡膠、乙締基娃橡膠、氣代甲基娃橡膠、氣代乙締基娃橡膠、 苯基甲基娃橡膠、苯乙締-下二締橡膠、異下二締和異戊二締的共聚物或下基橡膠、異下二 締和異戊二締的漠化共聚物與異下二締和異戊二締的氯化共聚物及其混合物。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的復(fù)合物，其中彈性體為天然橡膠或至少一種選自如下的單 體的聚合物:偏二氣乙締、六氣丙締、四氣乙締、Ξ氣氯乙締、全氣(烷基乙締基酸）。20. 用于處理穿透地下地層的井的方法，所述方法包括在井中引入根據(jù)權(quán)利要求1所述 的復(fù)合物或者在井中原位形成所述復(fù)合物。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中滿足如下條件的至少一個(gè)： (a) 表面改性處理劑充當(dāng)被動(dòng)抗微生物劑； (b) 表面改性處理劑用于被動(dòng)地抑制或控制水垢沉積至地下地層上或地下地層內(nèi)； (C)所述復(fù)合物的表面改性處理劑被動(dòng)地防止或控制有機(jī)顆粒至地下地層表面上或地 下地層表面內(nèi)的沉積;或 (d)所述復(fù)合物的表面改性處理劑控制支撐劑回流。22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中在水力壓裂操作的過程中在井中累入所述復(fù)合 物，和進(jìn)一步其中固體顆粒能夠在大于150°F的溫度下承受大于約1500psi的應(yīng)力。23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中通過首先在井中累入固體顆粒，然后通過隨后在 井中累入表面改性處理劑而至少部分地涂覆固體顆粒，從而在井中原位形成所述復(fù)合物。24. 用于處理井眼的復(fù)合物，其中所述復(fù)合物包含固體顆粒和至少部分地涂覆在固體 顆粒上的表面改性處理劑，所述表面改性處理劑包含錯(cuò)固部和至少一個(gè)附接至錯(cuò)固部的疏 水尾部，其中錯(cuò)固部附接至固體顆粒。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的復(fù)合物，其中表面改性處理劑為具有氧配體的有機(jī)基金屬 化合物和包含有機(jī)娃的材料的反應(yīng)產(chǎn)物。26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的復(fù)合物，其中表面改性處理劑具有式X-M，其中Μ為包含金屬 的有機(jī)配體和X為疏水尾部。27. 用于處理穿透地下地層的井的方法，所述方法包括在井中引入根據(jù)權(quán)利要求24所 述的復(fù)合物或者在井中原位形成所述復(fù)合物。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中在水力壓裂操作或防砂操作過程中在井內(nèi)累入 所述復(fù)合物或在井內(nèi)原位形成所述復(fù)合物。29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中被井穿透的地層具有多個(gè)產(chǎn)出區(qū)域，和其中所述 復(fù)合物使預(yù)定的產(chǎn)出區(qū)域與井的其它區(qū)域隔離。30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述復(fù)合物最小化井內(nèi)的管摩擦壓力。31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中通過涂覆在固體顆粒上的表面改性處理劑的存 在，減少在處理井的過程中遷移的細(xì)顆粒和/或砂的量。32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中使所述復(fù)合物的疏水尾部對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)離固體顆粒的 表面。33. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中在水力壓裂操作的過程中在井中累入包含復(fù)合 物的流體，和其中固體顆粒為支撐劑，和進(jìn)一步其中支撐劑在1，50化si的閉合應(yīng)力下的抗 壓碎性AAPI 56或API RP60大于基本上相似的原始支撐劑的抗壓碎性，所述原始支撐劑不 具有至少部分地涂覆在支撐劑上的表面改性處理劑。34. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括從井中產(chǎn)出控并且在產(chǎn)出控的過程中減 少摩擦阻力。35. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中井中的流體在所述復(fù)合物的表面上的滑動(dòng)角小 于相同流體在原始固體顆粒的表面上的滑動(dòng)角，所述原始固體顆粒不具有附接至其的表面 改性處理劑。
【專利摘要】復(fù)合物具有固體顆粒和固體顆粒上的表面改性處理劑，其中表面改性處理劑具有疏水尾部和錨固部，所述錨固部用于將疏水尾部附接至固體顆粒。錨固部可為金屬和疏水尾部可為有機(jī)硅材料、氟化烴或有機(jī)硅材料和氟化烴兩者。復(fù)合物可以用作水力壓裂操作中的支撐劑以及礫石充填操作中的防砂顆粒。表面改性處理劑在固體顆粒的表面上的存在減少在水力壓裂操作或防砂操作過程中的細(xì)顆粒以及粉塵的產(chǎn)生和砂的遷移。表面改性處理劑在固體顆粒的表面上的存在進(jìn)一步增強(qiáng)固體顆粒的抗壓碎性。
【IPC分類】C09K8/56, C09K8/80
【公開號(hào)】CN105555909
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480051438
【發(fā)明人】T·D·蒙諾, B·B·比爾, N·拜斯塔奧伊-斯帕爾, S·巴杜利, K·蘭特, H·樂, Q·曲
【申請(qǐng)人】貝克休斯公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年9月19日
【公告號(hào)】CA2922688A1, EP3046991A1, US20150083415, WO2015042486A1