[发明专利]增粘剂预涂覆的颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及使用涂覆有增粘剂(tackifying agent)的颗粒(微粒)的方法，所述颗粒不需要一经制备就立即使用，并且当置于水性流体(aqueous fluid)中时可提供增加的粘度。

背景技术

地下操作通常会使用涂覆有增粘剂的颗粒。使用涂覆颗粒的增产操作(production stimulation operation)的一个实例为水力压裂，其中可通过水力压裂地层以产生或增强一个或多个裂缝或“断口(断层)”来对地层进行处理以增加其渗透性。在大多数情况下，水力压裂涉及以比流体可以进入地层更快地将无颗粒的粘性流体(称为前置液)泵送到地层(subterranean formation，地下地层)中，使得施加于地层的压力升高，并使地层破裂，产生人工裂缝或扩大天然裂缝。然后可以将支撑剂颗粒加入流体中以形成浆料，将该浆料泵送到裂缝中以防止当释放泵送压力时裂缝闭合。通常，可以利用增粘剂来涂覆支撑剂颗粒以增强聚集并防止支撑剂颗粒在被置于裂缝中之后的迁移。

使用涂覆颗粒的完井操作(well completion operation)的一个实例可以是砾石填充。其中可以使用砾石填充处理来减少松散(未固结)的地层颗粒迁移到井孔中。在砾石填充操作中，可以通过碳氢化合物或水性载液(aqueous carrier fluid)将本领域中称为砾石的颗粒运送至井孔。也就是说，可以使颗粒悬浮在载液中，可以使其稠化，然后可以将载液泵送到其中待放置有砾石填充物的井孔中。载液可以渗漏到地下区域中和/或返回地面，而颗粒留在所述区域中。所得的砾石填充物可以充当过滤器以从产生的流体中分离地层砂，同时允许产生的流体流入井孔中。其中，可以用增粘剂涂覆部分砾石以进一步协助控制地层细粒的迁移。通常，砾石填充操作涉及将砾石填充筛管(gravel pack screen)置于井孔中，并用砾石填充所述筛管和井孔之间所围绕的环状空间，其被设计成防止地层砂穿过填充物。这样的砾石填充可用于稳定地层，而对井生产率造成最小损害。

其中，可以用增粘剂涂覆在任何类型的地下处理中所使用的部分颗粒，以控制细粒迁移。在到达井场前使用增粘剂预涂覆颗粒以防止颗粒的过早固结可能是有用的。

发明内容

本发明涉及使用涂覆有增粘剂的颗粒的方法，所述颗粒不需一经被制备就立即使用，并且当被置于水性流体中时可以提供增加的粘度。

根据本发明的第一个方面，提供了使用颗粒的方法，包括使颗粒与增粘剂接触以制备增粘颗粒；使该增粘颗粒与分配剂(partitioning agent)接触以形成能够储存一段时间的涂覆颗粒，其中所述分配剂包括可水合聚合材料(hydratable polymeric material)；以及将涂覆颗粒置于水性处理流体中由此使分配剂水合并增加处理流体的粘度。

在一个实施方式中，增粘剂包括选自由以下组成的组中的至少一种增粘剂：非水性增粘剂、水性增粘剂、甲硅烷基改性的聚酰胺、以及胺与磷酸酯的反应产物。

在一个实施方式中，以按颗粒的重量计约0.1％至约5％的量将增粘剂涂覆到颗粒上。

在一个实施方式中，可水合聚合材料包括选自由以下组成的组中的至少一种物质：玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、大麦淀粉、豆类淀粉、木薯淀粉、米粉、玉米粉、橡子粉、小麦粉、豆粉、瓜尔胶粉、纤维素衍生物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、以及它们的衍生物。

在一个实施方式中，分配剂进一步包括交联剂。

在一个实施方式中，分配剂基本上涂覆(覆盖)粘性颗粒；并且其中分配剂涂层的量在按颗粒的重量计为约0.1％至约10％的范围内。

根据本发明的第二个方面，提供了处理地层(地下地层)的方法，包括提供能够储存一段时间的涂覆颗粒，其中涂覆颗粒包括涂覆有增粘剂以形成增粘颗粒并进一步涂覆有分配剂的颗粒，其中所述分配剂包括可水合聚合材料；将涂覆颗粒悬浮在水性处理流体中以产生颗粒浆料并使分配剂水合，由此水合的分配剂增加水性处理流体的粘度；以及，将涂覆的颗粒浆料引入至设置在地层(地下地层)中的井孔中。

根据本发明的第三个方面，提供了砾石充填的方法，包括提供能够储存一段时间的涂覆颗粒，其中涂覆颗粒包括涂覆有增粘剂以形成增粘颗粒并进一步涂覆有分配剂的颗粒，其中所述分配剂包括可水合聚合材料；将涂覆颗粒悬浮在水性处理流体中以产生涂覆颗粒浆料并使分配剂水合，由此水合的分配剂增加水性处理流体的粘度；以及，将涂覆颗粒浆料引入至设置在地层(地下地层)中的井孔中，其中涂覆颗粒形成基本上与井孔邻近的砾石充填层。