支撐劑和支撐地下斷裂的方法
【專利說明】支撐劑和支撐地下斷裂的方法
【背景技術(shù)】
[0001] 常常通過液壓破碎處理化y化aulic化ac化ringtreatment)刺激生產(chǎn)控的地下 井，其中在高壓下將破碎液（化ac化ringfluid)累入地層（subterranean化rmation)的 一部分中W破碎地層。顆粒固體，諸如沙子、人造陶瓷顆粒、或者聚合物顆粒懸浮在破裂液 中然后沉積在斷裂中。運些"支撐劑"顆粒用來防止斷裂完全閉合，并且從而促進從地層中 提取控。
[0002] 為了改善支撐斷裂的滲透性，理想的是在斷裂中放置剛好足夠的支撐劑W保持?jǐn)?裂打開而沒有完全填充斷裂。運可W通過使用部分單層的支撐劑來實現(xiàn)，部分單層支撐劑 是顆粒之間具有明顯間隙的支撐劑顆粒的部分單層。易碎的支撐劑諸如分級砂和陶瓷通常 不適合部分單層，因為顆粒上的斷裂壁的閉合應(yīng)力使它們裂開，形成可W填充較大顆粒之 間的空間并減小滲透性的細(xì)顆粒（fines)。
[0003] 與諸如分級砂和陶瓷的傳統(tǒng)的支撐劑相比較，聚合物支撐劑的一個優(yōu)勢是聚合物 支撐劑在應(yīng)力下能夠經(jīng)歷塑性變形而不是易碎性破碎。該塑性變形減小或者消除細(xì)顆粒形 成并保持更開放的通道。塑性變形還增加顆粒與斷裂壁接觸的面積，運減小顆粒上的點壓 力并減小顆?？蒞嵌入斷裂壁的深度。然而，為了有效地起支撐劑作用，聚合物材料必須能 夠經(jīng)受在遇到的典型的井溫度下，典型的閉合應(yīng)力，例如在93.3°C(200°巧下的27.6兆 帕（4, 000磅/平方英寸），否則斷裂將繼續(xù)閉合。當(dāng)然，支撐劑還必須耐受從地層中提取的 控。
[0004] 已表明聚酷胺和聚（亞苯基酸）的共混物符合針對支撐劑的材料性能要求。參見， 例女日，M.A.Parker,K.Ramurthy,P.W.Sanchez,"NewProppantforHydraulicFracturin邑 ImprovesWellPerformanceandDecreasesEnvironmentimpactofHydraulic Rrac1:u;ringOperations",SPE161；344,在 2012 年 10 月 3-5 日的SocietyofPetroleum Engineers(SPE)EasternRegionalMeeting，Lexington，Kentucky，提出的?；诰塾舷劝?/ 聚（亞苯基酸）共混物的支撐劑是可商購的，但是期望改善使用運種支撐劑制備的支撐斷 裂的孔隙率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種實施方式是用于使地層破裂的支撐劑，其中，支撐劑特征為0.4至1. 8毫米的 平均粒徑、小于或等于平均粒徑的70%的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差、和1 :1至2 :1的平均長寬比；其 中，支撐劑包括包含熱塑性組合物的顆粒，熱塑性組合物包括烙融共混包含W下各項的組 分的產(chǎn)物：35至80重量百分?jǐn)?shù)的聚酷胺和20至65重量百分?jǐn)?shù)的聚（亞苯基酸）；其中，所 有的重量百分?jǐn)?shù)基于熱塑性組合物的總重量。
[0006] 另一實施方式是支撐地層中的斷裂的方法，所述方法包括：將支撐劑引入斷裂； 其中，支撐劑特征為0. 4至1. 8毫米的平均粒徑、小于或等于平均粒徑的70 %的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏 差、和1 :1至2 :1的平均長寬比；其中，支撐劑包括包含熱塑性組合物的顆粒，熱塑性組合 物包括烙融共混包含W下各項的組分的產(chǎn)物：35至80重量百分?jǐn)?shù)的聚酷胺和20至65重 量百分?jǐn)?shù)的聚（亞苯基酸）；其中，所有的重量百分?jǐn)?shù)基于熱塑性組合物的總重量。
[0007] 在下文中詳細(xì)的描述了運些和其它實施方式。
【附圖說明】
[000引圖1示出實施例1支撐劑的粒徑和形狀信息。
[0009] 圖2示出實施例2支撐劑的粒徑和形狀信息。
[0010] 圖3示出實施例3支撐劑的粒徑和形狀信息。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明人已確定可W通過利用支撐劑來增加支撐斷裂的孔隙率，所述支撐劑特征 為0. 4至1. 8毫米的平均粒徑、小于或等于平均粒徑的70%的粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差、和1 :1至2 : 1的平均長寬比。支撐劑包括包含熱塑性組合物的顆粒，熱塑性組合物為烙融共混包含W 下各項的組分的產(chǎn)物：35至80重量百分?jǐn)?shù)的聚酷胺和20至65重量百分?jǐn)?shù)的聚（亞苯基 酸）；其中，所有的重量百分?jǐn)?shù)是基于熱塑性組合物的總重量。
[0012] 支撐劑特征為0. 4至1. 8毫米的平均粒徑。在此范圍內(nèi)，平均粒徑可W是0. 4至 1. 5毫米，具體地0. 5至1. 2毫米。支撐劑進一步特征為小于或等于平均粒徑的70%的粒 徑標(biāo)準(zhǔn)偏差。在該限制內(nèi)，粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差可W小于或等于平均粒徑的40 %，具體地小于或等 于20 %，更具體地小于或等于10 %。在一些實施方式中，粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差可W是平均粒徑的 5 %至70 %，具體地5 %至40 %，更具體地5 %至20 %，甚至更具體地5 %至10 %。支撐劑進 一步特征為1 :1至2 :1的平均長寬比。如本文中使用的，"長寬比"是指最長的顆粒尺寸與 最小的顆粒尺寸的比率。在1 :1至2 :1的范圍內(nèi)，長寬比可W是1 :1至1.7 :1，具體地1 :1 至1. 4 :1。同時確定粒徑和形狀特征的裝置是可商購的，例如，來自RetschTechnology的 CAMSIZER?和CAMSIZERTmXT動態(tài)圖像分析系統(tǒng)，和來自Sympatec的QICPIC?粒徑和形狀 分析器。
[0013] 用于制備熱塑性組合物的組分包括聚酷胺。合適的聚酷胺包括聚酷胺-6、 聚酷胺-6, 6、聚酷胺-4, 6、聚酷胺-11、聚酷胺-12、聚酷胺-6, 10、聚酷胺-6, 12、聚酷 胺-6/6, 6、聚酷胺-6/6, 12、聚酷胺-MXD，6 (其中，"MXD"是間苯二甲基二胺）、聚酷 胺-6,T、聚酷胺-6,I、聚酷胺-6/6,T、聚酷胺-6/6,I、聚酷胺-6, 6/6,T、聚酷胺-6, 6/6,I、 聚酷胺-6/6,T/6,I、聚酷胺-6, 6/6,T/6,I、聚酷胺-6/12/6,T、聚酷胺-6, 6/12/6,T、聚酷 胺-6/12/6,I、聚酷胺-6, 6/12/6,I、聚酷胺-9T、和它們的組合。在一些實施方式中，聚酷胺 是聚酷胺-6、聚酷胺-6, 6、或它們的組合。在一些實施方式中，聚酷胺是聚酷胺-6, 6。
[0014] 基于熱塑性組合物的總重量，熱塑性組合物包含35至80重量百分?jǐn)?shù)的量的聚酷 胺。在此范圍內(nèi)，聚酷胺的量可W是35至70重量百分?jǐn)?shù)，更具體地，35至69. 5重量百分 數(shù)。
[0015] 除了聚酷胺，用于制備熱塑性組合物的組分包括聚（亞苯基酸）。適合的聚（亞苯 基酸）包括包含具有下式的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的那些
[0016]
[0017] 其中，每次出現(xiàn)的Zi獨立地是面素、未取代或取代的C1-Ci2控基，條件是控基基團 不是叔控基、Ci-Ci2控硫基、C1-Ci2控氧基、或其中至少兩個碳原子將面素和氧原子分開的 C2-C12面代控氧基；并且每次出現(xiàn)的Z2獨立地是氨、面素、未取代或取代的C1-Ci2控基，條件 是控基基團不是叔控基、Ci-Ci鬼硫基、CI-Ci鬼氧基、或其中至少兩個碳原子將面素和氧原 子分開的C2-C12面代控氧基。如本文中所使用的，術(shù)語"控基"不論是單獨使用還是作為另 一術(shù)語的前綴、后綴或片段來使用，是指僅包含碳和氨的殘基。該殘基可W是脂族的或芳族 的、直鏈、環(huán)狀、雙環(huán)、支鏈、飽和的或者不飽和的。其還可W包含脂族的、芳族的、直鏈、環(huán) 狀、雙環(huán)、支鏈、飽和的W及不飽和的控部分的組合。然而，當(dāng)控基殘基被描述為取代的時， 可選地，它可W包含取代基殘基的碳和氨成員之上或W上的雜原子。那么，當(dāng)具體地描述為 取代的時，所述控基殘基還可W含有一個或多個幾基、氨基、徑基等，或者其可W在控基殘 基的骨架中含有雜原子。作為一個實例，Zi可W是由末端3, 5-二甲基-1，4-苯基基團與氧 化聚合催化劑的二-正-下胺組分反應(yīng)形成的二-正下基氨甲基基團。
[0018] 在一些實施方式中，所述聚（亞苯基酸）具有在25°C下于氯仿中通過化belohde 粘度計測量的，0.25至1分升/克的特性粘度。在此范圍內(nèi)，聚（亞苯基酸）特性粘度可 W是0. 3至0. 65分升/克、更具體地0. 35至0. 5分升/克、更加具體地0. 4至0. 5分升/ 克。
[0019] 在一些實施方式中，聚（亞苯基酸）基本上沒有結(jié)合的聯(lián)苯釀（diphenoquinone) 殘基。在上下文中，"基本上沒有"是指小于1重量百分?jǐn)?shù)的聚（亞苯基酸）分子包含聯(lián)苯 釀殘基。如在化y的美國專利號3, 306, 874中所描述的，通過氧化聚合一元酪合成聚（亞 苯基酸）不僅產(chǎn)生期望的聚（亞苯基酸）也產(chǎn)生作為副產(chǎn)物的聯(lián)苯釀。例如，當(dāng)一元酪是 2, 6-二甲基苯酪時，生成3, 3'，5, 5' -四甲基聯(lián)苯釀。通常，通過加熱聚合反應(yīng)混合物將聯(lián) 苯釀"再平衡"成聚（亞苯基酸）（即，將聯(lián)苯釀結(jié)合成聚（亞苯基酸）結(jié)構(gòu)），W產(chǎn)生包含 端部和內(nèi)部聯(lián)苯釀殘基的聚（亞苯基酸）。例如，當(dāng)通過氧化聚合2, 6-二甲基苯酪制備聚 (亞苯基酸）W產(chǎn)生聚