由浆滴形成的支撑剂颗粒及其使用方法技术

本文公开了由浆滴形成的支撑剂颗粒及其使用方法。支撑剂颗粒可以包含烧结陶瓷材料，并且可以具有约80目至约10目的尺寸和小于约20微米的平均最大孔径。使用方法可以包括以足以在地下岩层中打开裂缝的速率和压力将液压流体注射到地下岩层中，并向所述裂缝中注射含有支撑剂颗粒的流体，所述支撑剂颗粒包含烧结陶瓷材料，具有约为80目至约10目的尺寸和小于约20微米的平均最大孔径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由浆滴形成的支撑剂颗粒及其使用方法
本专利技术涉及在地球中地下岩层的水力压裂。更具体地，本专利技术提供从细碎陶瓷材料的浆料的喷嘴由振动诱导滴落(vibration-induceddripping)形成的烧结陶瓷支撑剂颗粒，以及所述颗粒的使用方法。
技术介绍
水力压裂是将液体以高速率和高压力泵压到井下并压入地下岩层中从而在井周围的岩石中形成裂缝的过程。在泵压足以适当扩大裂缝的液体体积之后，将被称为“支撑剂”的固体颗粒加入到液体中。泵压完成后，打开井用于碳氢化合物的生产。压裂处理后，从井生产流体的生产速率通常明显增加。自从该方法最初在1949年获得专利(美国专利Nos.2,596,843和2,596,844)以来，已经对水力压裂方法研发出了大幅改进。首先用于井的水力压裂的支撑剂的材料是硅砂。随着井变得更深，发现砂强度不足。在深井中，地球的压力导致砂粉碎，因而在提高井的生产速率方面变得不那么有效。开发了合成支撑剂材料以提供更高强度的支撑剂。原来的合成烧结支撑剂是烧结铝土矿。在后来的几年中，已经使用各种陶瓷原料来制造烧结陶瓷支撑剂，包括含有较少量氧化铝的铝土矿和粘土矿物如高岭土。已经发现陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
支撑剂颗粒，其包含：烧结陶瓷材料；约80目至约10目的尺寸；和小于约20微米的平均最大孔径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 US 14/502,4831.支撑剂颗粒，其包含：烧结陶瓷材料；约80目至约10目的尺寸；和小于约20微米的平均最大孔径。2.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中所述烧结陶瓷材料包含氧化铝、高岭土或铝土矿或其任何混合物。3.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中所述支撑剂颗粒本质上由所述烧结陶瓷材料组成。4.权利要求3所述的支撑剂颗粒，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结氧化铝组成。5.权利要求3所述的支撑剂颗粒，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结高岭土组成。6.权利要求3所述的支撑剂颗粒，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结铝土矿组成。7.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中将多个所述支撑剂颗粒在约260m/s的气体夹带速度下撞击到平坦的低碳钢靶上导致所述靶的侵蚀度为约1mg/kg至约100mg/kg。8.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其还包含小于约5μm的表面粗糙度。9.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中当所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸和约2.7的比重时，多个所述支撑剂颗粒具有按照ISO13503-5测得的在10,000psi的压力和250°F的温度下大于130达西的长期渗透率。10.权利要求4所述的支撑剂颗粒，其中当所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸时，多个所述支撑剂颗粒具有按照ISO13503-5测得的在20,000psi的压力和250°F的温度下大于75达西的长期渗透率。11.权利要求5所述的支撑剂颗粒，其中当所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸时，多个所述支撑剂颗粒具有按照ISO13503-5测得的在12,000psi和250°F的温度下大于70达西的长期渗透率。12.权利要求6所述的支撑剂颗粒，其中当所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸和约3.3的比重时，多个所述支撑剂颗粒具有按照ISO13503-5测得的在14,000psi的压力和250°F的温度下大于110达西的长期渗透率。13.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中所述支撑剂颗粒具有适当强度，其中适当强度被定义为当施加于测试颗粒的充填层的压力从2,000psi提高到20,000psi，并且所述测试颗粒的尺寸在20-40目范围内且所述测试颗粒具有大于3.5的比重时，按照ISO13503-5在250°F下测得的测试颗粒的充填层的长期流体渗透率的下降程度小于85％，其中所述测试颗粒的组成和制备方法与所述支撑剂颗粒相同。14.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中在约12,000psi至约20,000psi的压力下进行5个循环的周期载荷后，多个尺寸为约20-40目且比重大于3.5的支撑剂颗粒在20,000psi下的长期液体传导性损失小于15％。15.权利要求1所述的支撑剂颗粒，其中在约12,000psi至约20,000psi的压力下进行5个循环的周期载荷后，多个尺寸在20-40目范围内且比重大于3.5的支撑剂颗粒在20,000psi下的β因子提高小于0.0005。16.支撑剂颗粒的充填层，其包含：多个支撑剂颗粒，所述多个支撑剂颗粒中的每个支撑剂颗粒均包含：烧结陶瓷材料；约80目至约10目的尺寸；和小于约20微米的平均最大孔径；和当所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸和约2.7的比重时按照ISO13503-5测得的在10,000psi的压力和250°F的温度下大于130达西的长期渗透率。17.权利要求16所述的充填层，其中所述烧结陶瓷材料包含氧化铝、高岭土或铝土矿或其任何混合物。18.权利要求16所述的充填层，其中所述多个支撑剂颗粒本质上由所述烧结陶瓷材料组成。19.权利要求18所述的充填层，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结氧化铝组成。20.权利要求18所述的充填层，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结高岭土组成。21.权利要求18所述的充填层，其中所述烧结陶瓷材料本质上由烧结铝土矿组成。22.权利要求19所述的充填层，其中所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸，并且所述充填层具有按照ISO13503-5测得的在20,000psi的压力和250°F的温度下大于75达西的长期渗透率。23.权利要求20所述的充填层，其中所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸，并且所述充填层具有按照ISO13503-5测得的在12,000psi和250°F的温度下大于70达西的长期渗透率。24.权利要求21所述的充填层，其中所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸和约3.3的比重，并且其中所述充填层具有具有按照ISO13503-5测得的在14,000psi的压力和250°F的温度下大于110达西的长期渗透率。25.权利要求16所述的充填层，其中将所述多个支撑剂颗粒在约260m/s的气体夹带速度下撞击到平坦的低碳钢靶上导致所述靶的侵蚀度为约1mg/kg至约100mg/kg。26.权利要求16所述的充填层，其中所述支撑剂颗粒具有约20-40目的尺寸和大于约3.5的比重，并且在约12,000psi...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·T·伊尔德，布莱特·A·威尔逊，克莱顿·F·盖迪尼尔，罗伯特·杜恩克，
申请(专利权)人：卡博陶粒有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US