[发明专利]经涂覆的支撑剂以及其制造方法和用途

说明书

提供了用于产生具有嵌段共聚物支撑剂涂层的支撑剂的方法。所述方法包括用所述嵌段共聚物支撑剂涂层涂覆支撑剂颗粒以生产具有嵌段共聚物支撑剂涂层的经涂覆的支撑剂。所述嵌段共聚物支撑剂涂层是具有至少一个共聚物主链的嵌段共聚物组合物。每个共聚物主链包含至少两个硬链段和设置在所述至少两个硬链段之间的软链段。此外，提供了一种包含支撑剂颗粒和嵌段共聚物支撑剂涂层的支撑剂。所述嵌段共聚物支撑剂涂层是具有至少一个共聚物主链的嵌段共聚物组合物，其中每个共聚物主链包含至少两个硬链段。软链段设置在所述至少两个硬链段之间。所述共聚物主链具有至少一个接枝到所述软链段上的酸酐基团。此外，所述酸酐基团通过含胺交联剂交联。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年4月10日提交的美国临时申请号62/831,886的优先权，所述美国临时申请的全部内容以引用方式并入。

技术领域

本公开的实施方式整体上涉及经涂覆的支撑剂及其使用方法。

背景技术

水力压裂是在油气井上进行的常规增产处理。将水力压裂液泵入待处理的地下地层中，使得裂缝在地下地层中张开。可以将支撑剂，如特定大小的砂粒与处理液混合，以在处理完成时使裂缝保持张开状态。

发明内容

在压裂地下地层期间和之后，通常需要通过使用支撑剂使裂缝保持张开状态，以便比不使用支撑剂时更有效地生产油气。然而，常规未经涂覆的支撑剂在井下应力下破裂。具体地，未经涂覆的陶瓷支撑剂在潮湿条件下会分解，从而使得其失去其抗压碎性。井下温度加剧了这种影响。

支撑剂涂层用于保护支撑剂颗粒不会因井下温度下水性流体的存在而降解。支撑剂涂层增加了颗粒的表面积；因此，压碎应力分布在经涂覆的支撑剂颗粒的更大面积上。反过来，沿更大面积的力分布应使得被压碎的支撑剂颗粒的量，也被称为‘压碎百分比’减少。支撑剂涂层还粘附至支撑剂并且防止被压碎的支撑剂释放出支撑剂细粒，所述支撑剂细粒可能迁移到地层中并限制地层的导流能力。用于降低压碎百分比和支撑剂细粒生成两者的传统支撑剂涂层技术是在高于250℃的温度下完成的。常规支撑剂涂料经设计为在压裂作业中使用经涂覆的支撑剂之前完全固化。

因此，需要经涂覆的支撑剂及其在井下的使用方法，以及生产需要低于250℃的固化温度的此类经涂覆的支撑剂的方法。同样，经涂覆的支撑剂应在使用前部分或完全固化。还持续需要经涂覆的支撑剂和生产具有弹性涂层的经涂覆的支撑剂的方法。弹性涂层提高了经涂覆的支撑剂的抗压碎强度，使得与未涂覆的支撑剂颗粒相比，经涂覆的支撑剂可以承受更大的闭合应力而不会使支撑剂颗粒破裂。这导致被压碎的支撑剂材料的百分比降低。同样，涂层包封并粘附至支撑剂材料，使得当经涂覆的支撑剂被压碎时可能产生的细粒中的至少一些细粒被截留在嵌段共聚物涂层内或之上；因此，与未涂覆的支撑剂相比，所释放的“游离细粒”的量减少。本文所公开的主题及其实施方式通过提供一种包含包封聚合物的经涂覆的支撑剂材料解决了这些需求，所述包封聚合物包括嵌段共聚物。在一些实施方式中，包封聚合物可以是交联的。在一些具体实施方式中，聚合物包括聚苯乙烯-聚乙烯丁烯-聚苯乙烯-接枝-马来酸酐(PS-PEB-PS-g-MA)共聚物。

交联的嵌段共聚物支撑剂涂层是交联的嵌段共聚物，所述交联的嵌段共聚物是嵌段共聚物与交联剂之间反应的产物。在一些实施方式中，嵌段共聚物包含至少两个硬链段，以及设置在两个硬链段之间的软链段。在一些实施方式中，至少一个酸酐基团接枝至软链段上。在一些实施方式中，嵌段共聚物包含聚苯乙烯-聚乙烯丁烯-聚苯乙烯-接枝的马来酸酐(PS-PEB-PS-g-MA)。在一些实施方式中，交联剂是含胺交联剂。在一些实施方式中，含胺交联剂可包括3-(2-氨基乙基氨基丙基)三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷，或它们的组合。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可最好地理解本公开的具体实施方案的以下详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：