[发明专利]用于二氧化碳基压裂液的增粘支撑剂及其制备和使用方法

说明书

提供包含涂布有亲CO₂涂层的支撑剂颗粒的增粘支撑剂，其中所述亲CO₂涂层具有当所述增粘支撑剂添加到CO₂基流体时增粘所述CO₂基流体的可溶部分。还提供制造增粘支撑剂的方法，所述方法包含使用亲CO₂材料的前体材料涂布支撑剂颗粒，以及聚合所述前体材料以形成增粘支撑剂。粘性水力压裂液包含CO₂基流体和所述增粘支撑剂并且还提供处理地下地层的方法，所述方法包含使地下地层与粘性水力压裂液接触和扩展至少一个地下裂缝。

相关申请的交叉参考

本申请要求2017年2月13日提交的美国临时申请序号62/458,135和2017年9月12日提交的美国非临时申请序号15/702,315的优先权，其中的每个以全文引用的方式并入。

技术领域

本公开的实施例通常涉及增粘支撑剂系统。具体地说，本公开的实施例涉及增粘支撑剂及其制备方法，使用增粘支撑剂产生粘性二氧化碳基水力压裂液的方法，以及使用所得粘性水力压裂液处理地下地层的方法。

背景技术

二氧化碳(CO₂)可以用于水力压裂液中以提供非水性替代物到常规的水基流体，因为一些地下地层可能对水敏感。此外，‘无水’流体更加环保，使在压裂应用中经常消耗的天然淡水的损耗降到最低。然而，常规的CO₂基流体没有足够的粘性来悬浮支撑剂，例如添加到压裂液中以在压裂处理期间和之后使地下裂缝保持敞开的“支撑剂”。由于悬浮支撑剂的能力降低，CO₂基流体尚未广泛地考虑用于压裂液中。

因此，需要充分支撑且悬浮支撑剂颗粒的非水性水力压裂液。历史上，使用添加剂使CO₂基流体变稠非常困难，因为CO₂不是用于高分子量聚合物的良好溶剂。虽然水基流体可由于许多可用的容易溶解在水中的增稠剂而容易地增粘，但由于缺乏可用的可溶CO₂的材料，CO₂基流体不容易增粘。

发明内容

在本公开的实施例中，提供包含涂覆有亲CO₂涂层的支撑剂颗粒的增粘支撑剂。亲CO₂涂层具有可溶部分，当增粘支撑剂添加到CO₂基流体时，所述可溶部分增粘CO₂基流体。

在其它实施例中，制备增粘支撑剂的方法包含用亲CO₂组合物的可聚合前体材料涂布支撑剂颗粒以形成经涂布的支撑剂，以及聚合所述前体材料以将经涂布的支撑剂转化为增粘支撑剂。增粘支撑剂具有含可溶部分的亲CO₂涂层，当增粘支撑剂添加到CO₂基流体时，所述可溶部分增粘CO₂基流体。

在本公开的其它实施例中，用于制备粘性水力压裂液的方法包含混合具有第一粘度的CO₂基液压流体和混合具有增粘支撑剂的流体。增粘支撑剂具有含可溶部分的亲CO₂涂层，当添加到CO₂基流体时，所述可溶部分增粘CO₂基流体。在添加增粘支撑剂之后，CO₂基液压流体增加至少25％的粘度以形成粘性水力压裂液。

在本公开的又其它实施例中，处理地下层的方法包含使地下层与粘性水力压裂液接触，所述粘性水力压裂液包括增粘支撑剂颗粒并且扩展地下地层中的至少一个地下裂缝。增粘支撑剂具有含增粘CO₂基流体的可溶部分的亲CO₂涂层。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可最好地理解以下对本公开的具体实施例的详细描述，在所述附图中：

图1是根据所展示且描述的实施例的未涂布支撑剂和增粘支撑剂的示意图。