[发明专利]树脂涂覆的支撑剂及使用方法

权利要求书

1.一种用于水力压裂地下地层的支撑剂，所述支撑剂包含：

A.颗粒；和

B.聚合物涂层，其布置在所述颗粒周围并且包含以下的反应产物：

(i)数均分子量约200-约1000g/mol的酚醛树脂多元醇，

(ii)异氰酸酯，和

(iii)氮杂咯。

2.根据权利要求1所述的支撑剂，其中所述氮杂咯具有下面的通式化学结构：

其中U、W、X、Y和Z各自独立地选自碳原子和杂原子，只要所述氮杂咯具有至少一个氧原子和一个氮原子；

其中R是烷基；和

其中环部分选自芳烃、非芳烃、碳环和杂环。

3.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述氮杂咯具有下面的化学结构：

并且以基于100重量份所述支撑剂约0.01-约4重量份的量反应以形成所述聚合物涂层。

4.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述酚醛树脂多元醇的数均分子量是约250-约750g/mol，并且以基于100重量份所述支撑剂约0.1-约8重量份的量反应以形成所述聚合物涂层。

5.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述异氰酸酯包含聚合物二苯基甲烷二异氰酸酯和NCO含量是约31.5重量%。

6.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述异氰酸酯以基于100重量份所述支撑剂约0.3-约17重量份的量反应以形成所述聚合物涂层。

7.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述颗粒选自矿物、陶瓷、沙子、坚果壳、砂砾、尾矿、煤灰、岩石、炉渣、硅藻土、压碎的木炭、云母、锯屑、木片、树脂质颗粒、聚合物颗粒及其组合。

8.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其中所述聚合物涂层的存在量是约0.5-约30重量份，基于100重量份所述支撑剂。

9.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其在大于200℃的温度是热稳定的。

10.根据前述任一项权利要求所述的支撑剂，其压碎强度是3%或者更少的小于筛分粒度35的最大细物，这是在直径1.5英寸的测试筒中在7500psi和121.1℃下压挤9.4g的所述支撑剂的样品1小时测量的。

11.一种形成用于水力压裂地下地层的支撑剂的方法，其中该支撑剂包含颗粒和布置于所述颗粒周围的聚合物涂层，该聚合物涂层包含酚醛树脂多元醇、异氰酸酯和氮杂咯的反应产物，所述方法包括以下步骤：

A.提供颗粒；

B.提供数均分子量约200-约1000g/mol的酚醛树脂多元醇；

C.提供异氰酸酯；

D.提供氮杂咯；

E.将该酚醛树脂多元醇、异氰酸酯和氮杂咯合并以反应和形成聚合物涂料；和

F.用该聚合物涂料涂覆该颗粒来形成支撑剂。

12.根据权利要求11所述的方法，其中该合并步骤进一步定义为将酚醛树脂多元醇、异氰酸酯和氮杂咯在约5-约40℃的第一温度合并。

13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在用聚合物涂料涂覆颗粒的步骤之后，将该支撑剂加热到大于150℃的第二温度的步骤。

14.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其中酚醛树脂多元醇、异氰酸酯和氮杂咯合并以反应和形成聚合物涂层的步骤与用聚合物涂料来涂覆该颗粒来形成支撑剂的步骤同时进行，而且进行了20分钟或更短。

15.一种用包含载体流体和支撑剂的混合物水力压裂限定了地下储集层的地下地层的方法，该支撑剂包含：

A.颗粒；和

B.聚合物涂层，其布置在所述颗粒周围并且包含以下的反应产物：

(i)数均分子量为约200-约1000g/mol的酚醛树脂多元醇，

(ii)异氰酸酯，其包含聚合物二苯基甲烷二异氰酸酯且NCO含量是约31.5重量%，和

(iii)选自噁唑、异噁唑及其组合的氮杂咯，

所述方法包括将该混合物泵入该地下储集层中来压裂地下地层的步骤。