被覆粒子、注入劑和填充方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及被覆粒子、注入劑和填充方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，正在積極進(jìn)行從地下層回收油狀或氣體狀的烴(流體)。具體而言，形成到達(dá)含有烴的地下層(頁巖層)的鉆孔，介由該鉆孔回收烴。這種情況下，地下層必須具備允許流體流入鉆孔的充分的流體滲透性(傳導(dǎo)性)。
[0003]為了確保該地下層的流體滲透性，例如，進(jìn)行水力壓裂。在水力壓裂的作業(yè)中，首先，將粘性流體介由鉆孔以足夠的速度和壓力注入到地下層而使地下層形成裂縫。其后，將含有粒子的注入劑注入到地下層，向形成的裂縫內(nèi)填充粒子來防止裂縫的閉塞。
[0004]作為這樣的粒子，例如已知用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等熱固化性樹脂被覆硅砂、玻璃珠這樣的核粒子而得的被覆粒子(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0005]由于所述被覆粒子用樹脂被覆核粒子，所以即使核粒子因地中的壓力而崩解，也會(huì)阻止其碎片散逸。因此，能夠防止被覆粒子彼此之間的空間因碎片而閉塞，能夠確保地下層的流體滲透性。
[0006]然而，從提高烴的回收量的觀點(diǎn)考慮，要求開發(fā)在地下層中可確保更高的流體滲透性的被覆粒子。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:美國專利第3935339號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:美國專利第4336842號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于提供被填充到地下層形成的裂縫且可確保其高的流體滲透性的被覆粒子、含有被覆粒子的注入劑、和將上述注入劑注入到裂縫的填充方法。
[0012]這樣的目的通過下述(1)?(21)記載的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)。
[0013](1) 一種被覆粒子，是被填充到在地下層中形成的裂縫內(nèi)的多個(gè)被覆粒子，其特征在于，
[0014]各上述被覆粒子具備具有外表面的核粒子、和被覆該核粒子的上述外表面的至少一部分的表面層，
[0015]上述表面層含有酸固化劑和在酸的存在下進(jìn)行固化的酸固化性樹脂，
[0016]上述酸固化劑由具備酸性基團(tuán)的酸性化合物構(gòu)成，該酸性化合物的至少一部分上述酸性基團(tuán)被對(duì)該酸性基團(tuán)具有反應(yīng)性的嵌段化合物嵌段化。
[0017](2)根據(jù)上述(1)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物具備官能團(tuán)，該官能團(tuán)與上述酸性化合物的上述酸性基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)鍵合而將上述酸性化合物嵌段化。
[0018](3)根據(jù)上述(2)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物的上述官能團(tuán)含有選自羥基和氨基中的至少1種。
[0019](4)根據(jù)上述(2)或(3)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物是具備羥基作為所述官能團(tuán)的烷基醇。
[0020](5)根據(jù)上述(4)所述的被覆粒子，其中，上述烷基醇為一元烷基醇。
[0021](6)根據(jù)上述(2)或(3)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物是具備氨基作為上述官能團(tuán)的烷基胺。
[0022](7)根據(jù)上述(2)?￠)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，將上述酸固化劑的上述酸性基團(tuán)的數(shù)量計(jì)為1時(shí)，以上述嵌段化合物的上述官能團(tuán)的數(shù)量為0.1?1.9的方式在上述表面層中含有上述嵌段化合物。
[0023](8)根據(jù)上述⑴?(7)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述酸性化合物的上述酸性基團(tuán)含有磺酸基。
[0024](9)根據(jù)上述(8)所述的被覆粒子，其中，上述酸性化合物含有選自對(duì)甲苯磺酸、
苯磺酸、十二烷基苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、二壬基萘磺酸和二壬基萘二磺酸中的至少1種。
[0025](10)根據(jù)上述⑴?(9)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述表面層中含有的上述酸固化劑的量相對(duì)于上述酸固化性樹脂100質(zhì)量份為0.1質(zhì)量份?20質(zhì)量份。
[0026](11)根據(jù)上述⑴?(10)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性樹脂通過上述酸性化合物的作用在100°C以下的溫度下進(jìn)行固化。
[0027](12)根據(jù)上述⑴?(11)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性樹脂含有選自呋喃樹脂和酚醛樹脂中的至少1種。
[0028](13)根據(jù)上述⑴?(12)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性樹脂為固化狀態(tài)、半固化狀態(tài)或未固化狀態(tài)。
[0029](14)根據(jù)上述⑴?(13)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述表面層的平均厚度為 0.5 μπι ?20 μπι。
[0030](15)根據(jù)上述⑴?(14)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述表面層被覆上述核粒子的上述外表面的50%?100%。
[0031](16)根據(jù)上述⑴?(15)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述多個(gè)核粒子包含砂粒子和陶瓷粒子中的至少1種。
[0032](17)根據(jù)上述⑴?(16)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子，其中，上述多個(gè)核粒子的平均粒子尺寸為100 μ m?3000 μ m。
[0033](18) 一種注入劑，是被注入到在地下層中形成的裂縫內(nèi)的注入劑，其特征在于，含有:上述(1)?(17)中任一項(xiàng)所述的被覆粒子和用于分散該被覆粒子并將上述被覆粒子輸送到上述裂縫的流體。
[0034](19)根據(jù)上述(18)所述的注入劑，其中，上述流體含有溶劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、破乳劑、粘度穩(wěn)定劑、膠凝劑和穩(wěn)定劑中的至少1種。
[0035](20)根據(jù)上述(18)或(19)所述的注入劑，其中，該注入劑中含有的上述被覆粒子的量為1重量％?99重量％。
[0036](21) 一種填充方法，其特征在于，將上述(18)?(20)中任一項(xiàng)所述的注入劑介由到達(dá)上述地下層的鉆孔輸送到在地下層中形成的裂縫，將上述注入劑注入到上述裂縫，由此將上述粒子填充于上述裂縫。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，被覆粒子具備的表面層中含有的酸固化劑和酸固化性樹脂中，構(gòu)成酸固化劑的酸性化合物的至少一部分酸性基團(tuán)通過與對(duì)該酸性基團(tuán)具有反應(yīng)性的嵌段化合物例如進(jìn)行化學(xué)鍵合而被嵌段化，阻止酸性化合物在不必要的位置與酸固化性樹脂作用。由此，能夠在必要的位置使酸固化性樹脂可靠地固化。其結(jié)果，在將被覆粒子注入到填充部位(地下層的裂縫)時(shí)，能夠確實(shí)地抑制或防止被覆粒子破碎，因此，被覆粒子在填充部位中的流體滲透性提高。
【附圖說明】
[0038]圖1是表示本發(fā)明的被覆粒子的實(shí)施方式的局部截面圖。
[0039]圖2是表示對(duì)圖1所示的被覆粒子賦予壓力的狀態(tài)的局部截面圖。
[0040]圖3是用于說明從地下層回收烴的方法的概念圖。
[0041]圖4是用于說明測(cè)定流體滲透性的方法的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下，基于附圖所示的優(yōu)選的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的被覆粒子、注入劑和填充方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0043]圖1是表示本發(fā)明的被覆粒子的實(shí)施方式的局部截面圖，以及圖2是表示對(duì)圖1所示的被覆粒子賦予壓力的狀態(tài)的局部截面圖。
[0044]本發(fā)明的被覆粒子被填充到在地下層中形成的裂縫，防止該裂縫閉塞，并且確保地下層的被覆粒子填充部位(地下層的裂縫)的流體滲透性。由此，能夠提高地下層含有的烴(頁巖氣或頁巖油)向形成于地下層的鉆孔的流入效率。
[0045]如圖1所不，各被覆粒子1具有核粒子2和被覆核粒子2的外表面的至少一部分的表面層3。
[0046]在被覆粒子1被填充于裂縫時(shí)，核粒子2在裂縫內(nèi)作為支撐材料而發(fā)揮功能。
[0047]該核粒子2可以使用具有較高機(jī)械強(qiáng)度的各種粒子，不限定于特定的種類。作為核粒子2的具體例，例如可舉出砂粒子、陶瓷粒子、二氧化硅粒子、金屬粒子、有機(jī)物粒子等。
[0048]其中，多個(gè)核粒子2優(yōu)選含有砂粒子和陶瓷粒子中的至少1種。砂粒子和陶瓷粒子具有高的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)較廉價(jià)且容易獲得。
[0049]多個(gè)核粒子2的平均粒子尺寸優(yōu)選為100 μ m?3000 μ m左右，更優(yōu)選為200 μ m?1000 μ m左右。通過使用這樣的尺寸的核粒子2，能夠防止得到的被覆粒子1彼此凝聚。另夕卜，能夠充分確保填充有被覆粒子1的裂縫的流體滲透性。
[0050]此外，多個(gè)核粒子2的粒子尺寸可以存在偏差，可以含有粒子尺寸差10倍左右的不同的粒子。即，測(cè)定多個(gè)核粒子2的粒度分布時(shí)，由山形函數(shù)表示的粒度分布曲線的峰的半峰寬可以是較大的值。
[0051]應(yīng)予說明，圖1中，核粒子2的截面形狀顯示成大致圓形，但可以為橢圓形、多邊形、異形等。這