Способы увеличения извлечения жидкости для обработки на водной основе из подземных формаций

Способы увеличения извлечения жидкости для обработки на водной основе из подземных формаций

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к увеличению извлечения жидкости для обработки из подземных формаций. Более определенно, настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам, применяющим реагенты для создания гидрофобных покрытий для увеличения извлечения жидкости для обработки на водной основе.

Жидкости для обработки часто применяются в ряде подземных формаций. Такие обработки включают, но не ограничиваются, операцию бурения, обработку пласта для интенсификации притока, раствор для вскрытия продуктивного пласта и обработки для предотвращения поступления песка в скважину. Применяемый здесь термин "обработка" или "обрабатывание" относится к любой подземной операции, в которой применяется жидкость в сочетании с необходимой функцией и/или для желаемой цели. Термин "обработка" или "обрабатывание" необязательно подразумевает любое конкретное действие с помощью жидкости.

После того как жидкость для обработки выполнила свою функцию, часто является необходимым извлечение жидкости для обработки на водной основе. Обычно жидкости для обработки, такие как, например, жидкости для гидроразрыва, будут извлекаться, если дать возможность жидкости для обработки вытекать обратно из подземной формации. Зачастую является необходимым увеличение эффективности и скорости извлечения жидкости для обработки на водной основе, что обозначается иногда как извлечение загрузки. Применяемый здесь термин "извлечение загрузки" подразумевает извлечение жидкости для обработки на водной основе, которая предварительно вводилась в подземную формацию. Зачастую является необходимым увеличение извлечения загрузки, поскольку продолжительное присутствие жидкости для обработки на водной основе может привести к нежелательному уменьшению добычи углеводородов. Т.е. увеличение водонасыщения в приствольной области скважины может привести к снижению проницаемости пласта за счет проникновения воды в поровое пространство, что может привести к ухудшению добычи углеводородов. Применяемый здесь термин "снижение проницаемости пласта за счет проникновения воды в поровое пространство" относится к уменьшению проницаемости образования, вызванному проникновением или насыщением воды в порах, которое служит причиной блокирования капилляров устьев пор с помощью поверхностного натяжения и/или набухания глин. Жидкости для обработки и, более определенно, жидкости на водной основе для обработки, которые остаются в приствольной области скважины, могут препятствовать миграции углеводородов в и через поровые пространства обрабатываемой области.

Так же было бы желательно сделать возможным увеличение извлечения жидкостей для обработок, таких как жидкость для гидроразрыва, в некоторых случаях возможно повторное использование жидкости для обработки или для предотвращения чрезмерного смешивания жидкости для обработки с добываемыми углеводородами.

Хотя обычно не требуется дополнительного действия для увеличения эффективного извлечения вытекающей из образования загрузки, некоторые традиционные способы, применяемые для увеличения извлечения жидкости для обработки, включают определенные химические способы обработки, такие как применение поверхностно-активных веществ для уменьшения смачивания водой образования. Считается, что уменьшение смачивания водой образования увеличивает относительную проницаемость воды в образовании с тем, чтобы увеличить, по меньшей мере временно, извлечение загрузки из подземной формации. Применялись другие способы увеличения извлечения загрузки, такие как увеличение очищения расклиненных трещин. К сожалению, традиционные способы часто имеют высокую стоимость и/или низкую эффективность,

Несмотря на имеющийся прогресс в эффективности извлечения загрузки, предпочтительно дальнейшее улучшение эффективности извлечения загрузки. Например, производство газа может быть увеличено в определенных областях применения путем улучшения извлечения загрузки посредством, среди прочего, усовершенствования способов для устранения снижения проницаемости пласта за счет проникновения воды в поровое пространство (water blocks).

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к увеличению извлечения жидкости для обработки из подземных формаций. Более определенно, настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам, применяющим реагенты для создания гидрофобных покрытий для увеличения извлечения жидкости для обработки на водной основе.

Один вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ увеличения извлечения жидкости на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение большого количества частиц; нанесение покрытия на множество частиц с помощью реагента для создания гидрофобных покрытий, с тем чтобы образовать множество частиц с гидрофобным покрытием; обеспечение жидкости-носителя; смешивание множества частиц с гидрофобным покрытием с жидкостью-носителем, с тем чтобы образовать поддающуюся перекачке суспензию; введение большого количества частиц с гидрофобным покрытием в подземную формацию; размещение большого количества частиц с гидрофобным покрытием в подземной формации и обеспечение возможности жидкости для обработки вытекать обратно через большое количество частиц с гидрофобным покрытием с целью извлечения жидкости для обработки, которая была предварительно введена в подземную формацию.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ извлечения предварительно введенной жидкости для обработки на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение множества частиц; введение множества частиц в подземный ствол скважины; введение реагента для создания гидрофобных покрытий в подземный ствол скважины; обеспечение возможности покрыть множество частиц реагентом для создания гидрофобных покрытий с тем, чтобы образовать множество частиц с гидрофобным покрытием; обеспечение возможности размещения множества частиц с гидрофобным покрытием в части подземной формации и обеспечение возможности предварительно введенной жидкости для обработки на водной основе вытекать обратно через множество частиц с гидрофобным покрытием.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ увеличения извлечения жидкости для обработки на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение множества частиц с гидрофобным покрытием; размещение множества частиц с гидрофобным покрытием в подземной формации и обеспечение возможности жидкости для обработки вытекать обратно через множество частиц с гидрофобным покрытием для извлечения жидкости для обработки, которая была предварительно введена в подземную формацию.

Характерные черты и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам данной области техники. Поскольку многочисленные изменения могут быть сделаны специалистами данной области техники, такие изменения входят в объем изобретения.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к увеличению извлечения жидкости для обработки из подземных формаций. Более определенно, настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам применения реагента для создания гидрофобных покрытий для увеличения извлечения жидкости на водной основе для обработки.

Часто необходимо улучшение извлечения загруженной жидкости с целью обработки для увеличения добычи углеводородов, в частности устранение снижения проницаемости пласта за счет проникновения воды в поровое пространство. Способы и композиции настоящего изобретения предусматривают повышенное извлечение жидкости для обработки из подземных формаций как в терминах скорости, так и эффективности. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения способы и композиции настоящего изобретения являются особенно подходящими для увеличения извлечения жидкости для гидроразрыва на водной основе из подземных формаций.

Способы настоящего изобретения могут включать частицы проппанта или гравия с нанесенным на них гидрофобным или водоотталкивающим покрытием. Для введения частиц с нанесенным покрытием в трещины гидроразрыва в подземной формации может применяться жидкость-носитель для гидроразрыва. Введение проппанта с нанесенным покрытием или частиц гравия с нанесенным покрытием в подземную формацию и обеспечение возможности вытекания обратно жидкости для обработки через частицы с нанесенным покрытием может увеличить извлечение жидкости на водной основе для обработки.

I. Частицы с гидрофобным покрытием, применяемые в связи с настоящим изобретением

А. Подходящие частицы

Частицы, которые могут применяться в настоящем изобретении, включают любые частицы проппанта или гравия, которые могут применяться в подземных работах (в настоящем изобретении частицы проппанта и гравия имеют общее название "частицы"). Подходящие частицы включают песок, спеченный боксит, алюмосиликаты, стеклянные бусины и т.д. Другие подходящие частицы включают, но не ограничиваются, песок, боксит, керамические материалы, стеклянные материалы, полимерные материалы, материалы на основе политетрафторэтилена, скорлупу орехов, шелуху семян, фруктовые косточки, дерево, композитные частицы, частицы проппанта, гравий и их смеси. Подходящие композитные материалы могут включать связующее и наполнительный материал, в которых подходящие наполнительные материалы включают оксид кремния, оксид алюминия, древесный уголь, сажу, графит, слюду, диоксид титана, метасиликат, силикат кальция, каолин, тальк, оксид циркония, бор, летучую золу, полые стеклянные шарики, твердое стекло и их смеси. В конкретных типовых вариантах осуществления частицы могут включать обычный песок. Подходящие частицы могут иметь любую форму, включая, но не ограничиваясь, геометрическую форму пластинок, стружки, хлопьев, лент, прутков, полос, шариков, эллипсоидов, торов, крупинок или таблеток. Хотя в настоящем изобретении могут быть использованы разнообразные размеры частиц, в конкретных вариантах осуществления изобретения предпочтительными являются размеры частиц более чем приблизительно 100 меш и еще в других вариантах осуществления изобретения предпочтительными являются размеры частиц более чем приблизительно 40 меш.

В. Основные гидрофобные покрытия

Частицы с гидрофобным покрытием, которые применяются в способах настоящего изобретения, могут включать множество частиц и гидрофобное покрытие. Необязательно, частицы с гидрофобным покрытием могут включать поверхностно-активное вещество.

На частицы настоящего изобретения может быть нанесено гидрофобное или водоотталкивающее покрытие. Применяемый здесь термин "покрытие" относится к по меньшей мере частичному нанесению покрытия на некоторые или все частицы. Термин "покрытие" не подразумевает 100% покрытия частиц. Реагент для создания гидрофобных покрытий настоящего изобретения может иметь любой химический состав, способный образовывать гидрофобное покрытие на поверхности частицы с тем, чтобы увеличить извлечение жидкости для обработки на водной основе. Как объясняется далее ниже, в конкретных вариантах осуществления изобретения при создании гидрофобных покрытий в присадку может вводиться поверхностно-активное вещество с тем, чтобы улучшить процесс нанесения покрытия. Подходящие реагенты для создания гидрофобных покрытий могут включать олигомерные материалы, мономерные материалы и смачиваемые нефтью соединения для обеспечения по меньшей мере образования мономолекулярной пленки, которая делает поверхности минералов водоотталкивающими или гидрофобными.

Как более подробно изложено ниже, в одном варианте осуществления изобретения, на твердые частицы могут быть нанесены покрытия в виде определенных композиций из смол или клейких веществ с тем, чтобы обеспечить гидрофобное покрытие на поверхностях частиц. В другом варианте осуществления изобретения нанесение гидрофобного покрытия на поверхность может включать продукт реакции соединения, имеющего хлорсилильную группу и алкилсилан. Гидрофобные покрытия могут быть получены образованием слоя из оксида кремния или из смешанного кремнийорганического оксида закрепляющего слоя, из влажного продукта реакции тетрахлорида кремния или трихлорметилсилана, с последующим осаждением из паров хлоралкилсилана.

В другом варианте осуществления изобретения реагент для создания гидрофобных покрытий может включать полимеры из соединения силана, содержащего фторалкильную группу, и полимеры могут включать, по меньшей мере, димеры и тримеры соединения силана. Этот реагент для создания гидрофобных покрытий может быть сделан приготовлением гидрофобного раствора, раствор готовится проведением гидролиза фторалкильной группы, которая содержится в соединении силана, и поликонденсацией для получения, по меньшей мере, димеров и тримеров соединения силана, нанесением покрытия из гидрофобного раствора на поверхность твердых частиц и нагреванием твердых частиц, чтобы вызвать связывание фторалкильной группы из раствора с поверхностью твердых частиц с тем, чтобы образовать гидрофобную пленку на твердых частицах.

В другом варианте осуществления изобретения реагент для создания гидрофобных покрытий может включать лецитин. Лецитин особенно подходит для этой цели, поскольку он создает мономолекулярную пленку и является гидрофобным. Лецитин представляет собой фосфорсодержащую жидкость, т.е. фосфатид, который находится во всех живых организмах, как растительных, так и животных. Он состоит из глицерина, соединенного с двумя радикалами жирных кислот, фосфорной кислотой и холином. Следовательно, может быть много разновидностей лецитина или фосфатидилхолина в зависимости от природы и расположения групп жирных кислот. Применяемый здесь термин «лецитин» включает природные, синтетические и модифицированные лецитины, и он может модифицироваться химическим или ферментативным способом. Для более полной информации по лецитину и его многочисленным модификациям следует обратиться к KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY, 4th ed. Volume 15, pages 192-210, John Wiley & Sons, 1995. Lecithins Sources, Manufacture & Uses, by Bernard F. Szuliaj, AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY, 1985 и Lecithins, by Bernard F. Szuhaj и Gary R. List, AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY, 1985.

В еще одном варианте осуществления изобретения реагент для создания гидрофобных покрытий может включать полиамид. Без ограничений к конкретному молекулярно-массовому распределению, в особых вариантах осуществления изобретения, реагент для гидрофобного покрытия может включать полиамиды, имеющие молекулярные массы от приблизительно 10000 до приблизительно 200000.

Другие реагенты для создания гидрофобных покрытий описаны в патентах США №5249627, опубликованном Harms с соавт., и 6660693 опубликованном Miller с соавт., которые введены сюда в виде ссылки.

В особо предпочтительных вариантах осуществления изобретения вещество для гидрофобного покрытия может включать полиамид, изопропиловый спирт и поверхностно-активный кокодиамин.

С. Поверхностно-активные вещества, которые необязательно могут быть включены в реагенты для гидрофобного покрытия настоящего изобретения

В особых вариантах осуществления изобретения реагент для гидрофобного покрытия необязательно дополнительно может включать поверхностно-активное вещество. Любое поверхностно-активное вещество может применяться для увеличения укрывающей способности реагента для гидрофобного покрытия на поверхности частицы. Поверхностно-активные вещества могут содействовать способности реагента для создания гидрофобных покрытий диспергироваться с тем, чтобы увеличить долю частиц с нанесенным покрытием, и с тем, чтобы увеличить способность реагента для создания гидрофобных покрытий прилипать к поверхности частицы.

Выбор подходящего поверхностно-активного вещества для увеличения площади покрытия поверхности частицы может зависеть, помимо других факторов, от вида применяемых частиц, состава жидкости, постоянно находящейся в подземной формации, и условий подземной формации, таких как температура образования. В особых вариантах осуществления изобретения, например, подходящие поверхностно-активные вещества могут включать длинноцепочечные алкилсульфаты, в которых алкильная цепь включает от 6 атомов углерода до 21 атома углерода. Примером одного подходящего длинноцепочечного алкилсульфата является лаурилсульфат. Другие подходящие поверхностно-активные вещества включают одно или более способных к разложению поверхностно-активных веществ, где молекулы поверхностно-активного вещества являются производными от разрушающихся полимеров и содержат скелет с повторяющимися звеньями способных к разложению групп, таких как сложные эфиры или другие производные, например, такие как поликарбонаты, полиацетали, сложные поли(ортоэфиры) или сложные полиэфирамиды, в качестве способного к разложению гидрофобного блока или хвоста в молекуле поверхностно-активного вещества, прикрепленного к гидрофильному полимерному блоку или головной группе. Другие подходящие поверхностно-активные вещества могут включать реакционноспособные поверхностно-активные вещества, такие как неионогенные поверхностно-активные вещества или "сурфомеры" (surfmers), которые включают поверхностно-активные вещества, содержащие одну или более способных к полимеризации функциональных групп. Примеры реакционноспособных поверхностно-активных веществ, подходящих для применения в настоящем изобретении, описаны в заявке на патент США номер 2005/0070679, внесенной в реестр 30 августа 2004 года, соответствующее раскрытие которого введено сюда в виде ссылки. Поверхностно-активное вещество может присутствовать в жидкости для обработки, применяемой в настоящем изобретении в любом количестве, что не влияет отрицательно на свойства частицы. В конкретных вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 0,01% до приблизительно 10 об.% жидкости для обработки, включающем обрабатываемые частицы. В конкретных вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может присутствовать в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 0,1% до приблизительно 2 об.% жидкости для обработки, включающей обрабатываемые частицы.

II. Жидкости-носители, подходящие для использования в настоящем изобретении

Жидкости-носители могут применяться для введения частиц в подземную формацию, включая жидкости-носители для гидроразрыва. Для применения в настоящем изобретении подходящей является любая жидкость-носитель, которая достигает необходимой вязкости, эффективной для доставки и размещения частиц в подземной формации. Жидкости-носители включают любые жидкости для гидроразрыва, традиционно известные в данной области техники, такие как, например, жидкости для гидроразрыва, включающие жидкий и гелеобразующий агент.

III. Основные способы и технологии нанесения покрытия

Один вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ увеличения извлечения жидкости на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение большого количества частиц; нанесение покрытия на множество частиц с помощью реагента для создания гидрофобных покрытий с тем, чтобы образовать множество частиц с гидрофобным покрытием; обеспечение жидкости-носителя; смешивание множества частиц с гидрофобным покрытием с жидкостью-носителем, с тем чтобы образовать поддающуюся перекачке суспензию; введение большого количества частиц с гидрофобным покрытием в подземную формацию; размещение большого количества частиц с гидрофобным покрытием в подземной формации и обеспечение возможности жидкости для обработки вытекать обратно через большое количество частиц с гидрофобным покрытием с целью извлечения жидкости для обработки, которая была предварительно введена в подземную формацию.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ извлечения предварительно введенной жидкости для обработки на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение большого количества частиц; введение большого количества частиц в подземный ствол скважины; введение реагента для создания гидрофобных покрытий в подземном стволе скважины; предоставление возможности реагенту для создания гидрофобных покрытий покрыть множество частиц с тем, чтобы образовать множество частиц с гидрофобным покрытием; предоставление возможности большому количеству частиц с гидрофобным покрытием разместиться в части подземной формации и предоставление возможности предварительно введенной жидкости для обработки на водной основе вытекать обратно через множество частиц с гидрофобным покрытием.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ увеличения извлечения жидкости на водной основе из подземной формации, включающий обеспечение большого количества частиц; размещение большого количества частиц с гидрофобным покрытием в подземной формации и обеспечение возможности жидкости для обработки вытекать обратно через большое количество частиц с гидрофобным покрытием для извлечения жидкости для обработки, которая была предварительно введена в подземную формацию.

В практических конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения способ нанесения покрытия на большое количество частиц может быть любым способом, известным в данной области техники. Данное покрытие может быть усовершенствовано при обработках, выполненных перед перемещением частицы в рабочее место или при обработках, выполненных "в процессе закачки". Применяемый здесь термин "в процессе закачки" означает, что один текущий поток, содержащий частицы, непрерывно вводится в другой текущий поток, включающий реагент для создания гидрофобных покрытий, так, что потоки соединяются и смешиваются, в то же время продолжая течь как единый поток, как часть непрерывной обработки на рабочем месте. Такое смешивание может быть также описано как смешивание "в реальном времени". Один такой способ смешивания в процессе закачки включал бы непрерывное перемещение частицы и реагента для создания гидрофобных покрытий к емкости для смешивания, например применение шнекового устройства для песка. Внутри емкости для смешивания частицы контактируют с реагентом с целью создания гидрофобных покрытий и непрерывно удаляются из емкости для смешивания. В таком случае шнековое устройство для песка могло бы применяться как с целью смешивания частиц, будь это гравий, проппант или некоторые другие частицы, с реагентом для создания гидрофобных покрытий, так и для удаления реагента для создания гидрофобных покрытий из емкости для смешивания. Как очевидно специалисту в данной области техники, может также применяться смешивание в отдельной емкости раствора для закачки в скважину или неполное смешивание для доведения до конца нанесения такого покрытия на площадке у скважины, непосредственно перед введением частиц в подземную формацию.

В конкретных примерах вариантов осуществления изобретения гидрофобное покрытие может оставаться на частице до тех пор, пока не закончится извлечение загруженной жидкости для обработки на водной основе. Гидрофобное покрытие может оставаться на частице уже после завершения извлечения загрузки для обеспечения непрерывного увеличения извлечения, но в конкретных предпочтительных вариантах осуществления изобретения покрытие будет оставаться на частице по меньшей мере до полного завершения процесса извлечения загрузки.

IV. Типичные смолы и клейкие вещества

В дополнение к реагенту для создания гидрофобных покрытий, перечисленных выше, подходящие реагенты для создания гидрофобных покрытий могут включать любую подходящую композицию смолы и клейкого вещества, которые приводят к созданию гидрофобного покрытия на поверхности обрабатываемой частицы, что обсуждается в данном разделе.

А. Подходящие смолы

Смолы, подходящие для применения в отверждающихся жидкостях настоящего изобретения, включают все смолы, известные в данной области техники, которые способны к формированию затвердевшей консолидированной массы.

В некоторых вариантах осуществления изобретения вещество для гидрофобного покрытия может включать смолу. Смолы, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают все смолы, известные и применяемые в данной области техники. Определенные смолы, подходящие для применения в настоящем изобретении, могут способствовать увеличению краевого угла смачивания поверхности по меньшей мере приблизительно до 20 градусов.

Одним из видов смолистого покрытия, подходящего для применения в способах настоящего изобретения, является двухкомпонентная смола на основе эпоксидной, включающая компонент отверждающейся смолы и компонент отвердителя. Компонент отверждающейся смолы состоит из отверждающейся смолы и, необязательно, растворителя. Растворитель может добавляться к смоле для уменьшения ее вязкости, для облегчения обработки, смешивания и перемещения. Факторы, которые могут влиять на решение ввести растворитель, включают географическое расположение скважины и метеорологические условия данной местности. Альтернативным путем для уменьшения вязкости жидкой отверждаемой смолы является ее нагревание. Такой способ позволяет полностью избежать применения растворителя, что может быть желательно при определенных обстоятельствах. Второй компонент представляет собой жидкий компонент отвердителя, который включает отвердитель, кремнийорганический связывающий реагент, поверхностно-активное вещество, необязательно, гидролизуемый сложный эфир с целью, среди прочего, раздробления пленок гелеобразной жидкости для гидроразрыва на частицы проппанта и, необязательно, жидкую жидкость-носитель для, среди прочего, уменьшения вязкости жидкого компонента отвердителя.

Примеры отверждающихся смол, которые могут применяться в компоненте отверждающейся смолы, включают, но не ограничиваются, органические смолы, такие как смолы из диглицидилового эфира бисфенола А, бутоксиметилбутилглицилдиэфирные смолы, бисфенол А - эпихлоргидриновые смолы, полиэпоксидные смолы, смолы новолак, сложные полиэфирные смолы, фенолальдегидные смолы, мочевиноальдегидные смолы, фурановые смолы, уретановые смолы, глицидилэфирные смолы и их смеси. Применяемые отверждаемые смолы могут быть включены в компонент отверждающейся смолы в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 60% до приблизительно 100 мас.% от компонента отверждающейся смолы. В некоторых вариантах осуществления изобретения применяемая отверждающаяся смола может включаться в компонент отверждающейся смолы в количестве от приблизительно 70% до приблизительно 90 мас.% от компонента отверждающейся смолы.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения любой растворитель, т.е. смешиваемый с отверждаемой смолой и достигающий желаемого эффекта вязкости, является подходящим для применения в компоненте отверждающейся смолы. Некоторые предпочтительные растворители имеют высокие температуры возгорания (например, приблизительно 125°F) из-за, среди прочего, заботы о безопасности и окружающей среде; такие растворители включают бутиллактат, бутилглицидиловый простой эфир, метиловый эфир дипропиленгликоля, диметиловый эфир дипропиленгликоля, диметилформамид, метиловый эфир диэтиленгликоля, бутиловый эфир этиленгликоля, бутиловый эфир диэтиленгликоля, пропиленкарбонат, метанол, бутиловый спирт, d-лимонен, сложные метиловые эфиры жирных кислот и смеси из них. Другие предпочтительные растворители включают растворяющиеся в воде растворители, такие как, например, метанол, изопропанол, бутанол, гликолевые эфирные растворители и смеси из них. Подходящие гликолевые эфирные растворители включают, но не ограничиваются, метиловый эфир диэтиленгликоля, метиловый эфир дипропиленгликоля, 2-бутоксиэтанол, эфиры от С₂ до C₆ двухатомного спирта, имеющие по меньшей мере одну C₁-C₆ алкильную группу, моноэфиры двухатомных спиртов, метоксипропанол, бутоксиэтанол, гексоксиэтанол, и изомеры этих соединений. Водные растворители также могут применяться в способах настоящего изобретения. В конкретных вариантах осуществления изобретения, в котором применяется водный растворитель, могут применяться определенные добавки, среди других целей, для того чтобы достигнуть диспергирования смолы в водном растворе. Выбор соответствующего растворителя зависит от, среди прочего, выбранной композиции смолы.

Как показано выше, применение растворителя в компоненте отверждающейся смолы является необязательным, но может быть необходимо для уменьшения вязкости компонента отверждающейся смолы для облегчения обработки, смешивания и перемещения. В некоторых вариантах осуществления изобретения количества растворителя, применяемые в компоненте отверждающейся смолы, находятся в интервале от приблизительно 0,1% до приблизительно 30 мас.% от компонента отверждающейся смолы. Необязательно, компонент отверждающейся смолы может быть нагрет для уменьшения его вязкости вместо или в дополнение к применяемому растворителю.

Примеры отвердителей, которые могут применяться в жидком компоненте отвердителя, в конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения включают, но не ограничиваются, пиперазин, производные пиперазина (например, аминоэтилпиперазин), 2Н-пиррол, пиррол, имидазол, пиразол, пиридин, пиразин, пиримидин, пиридазин, индолизин, изоиндол, 3Н-индол, индол, 1H-индазол, пурин,

4Н-хинолизин, хинолин, изохинолин, фталазин, нафтиридин, хиноксалин, хиназолин,

4Н-карбазол, карбазол, β-карболин, фенантридин, акридин, фенантролин, феназин, имидазолидин, феноксазин, циннолин, пирролидин, пирролин, имидазолин, пиперидин, индолин, изоиндолин, хинуклиндин, морфолин, азоцин, азепин, 2Н-азепин,

1,3,5-триазин, тиазол, птеридин, дигидрохинолин, гексаметиленимин, индазол, амины, ароматические амины, полиамины, алифатичеаские амины, циклоалифатические амины, амиды, полиамиды, 2-этил-4-метилимидазол, 1,1,3-трихлортрифторацетон и их смеси. Выбранный отвердитель часто влияет на температурный интервал, за пределами которого отверждаемая смола способна затвердевать. В качестве примера, которым не ограничиваются, в подземных формациях, имеющих температуру от приблизительно 60°F до приблизительно 250°F, могут применяться амины и циклоалифатические амины, такие как пиперидин, триэтиламин,

N,N-диметиламинопиридин, бензилдиметиламин, трис(диметиламинометил)фенол и

2-(N₂N-диметиламинометил)фенол. В подземных формациях, имеющих более высокие температуры, подходящим отвердителем может быть 4,4'-диаминодифенилсульфон. Показано, что отвердители, которые включают пиперазин или производное пиперазина, способны отверждать различные отверждающиеся смолы в интервале температур не ниже приблизительно 70°F и не выше приблизительно 350°F. Применяемый отвердитель может быть включен в жидкий компонент отвердителя в количестве, достаточном для объединения частиц с нанесенным покрытием. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения применяемый отвердитель может быть включен в жидкий компонент отверждающейся смолы в интервале от приблизительно 40% до приблизительно 60 мас.% жидкого компонента отвердителя. В некоторых вариантах осуществления изобретения применяемая отверждаемая смола может быть включена в компонент отверждающейся смолы в количествах от приблизительно 45% до приблизительно 55 мас.% от жидкого компонента отвердителя.

Среди прочего, может применяться кремнийорганический связывающий реагент, который действует в качестве медиатора, способствующего связыванию смолы с формируемыми частицами и/или проппантом. Примеры подходящих кремнийорганических связывающих реагентов включают, но не ограничиваются, N-β-(аминоэтил)-γ-аминопропилтриметоксисилан, N-2-(аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан, 3-глицидоксипропилтриметоксисилан или их смеси. Применяемый кремнийорганический связывающий реагент может быть включен в жидкий компонент отвердителя в количестве, способствующем существенному связыванию смолы с поверхностью минерала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения применяемый кремнийорганический связывающий реагент может быть включен в жидкий компонент отверждающейся смолы в интервале от приблизительно 0,1% до приблизительно 3 мас.% от жидкого компонента отвердителя.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения в компоненте отвердителя может применяться любое поверхностно-активное вещество, которое смешивается с отвердителем и способствует облегчению контакта смолы с минеральными поверхностями частиц. Такие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются, алкилфосфонатное поверхностно-активное вещество (например, C₁₂-C₂₂ алкилфосфонатное поверхностно-активное вещество), этоксилированный нонилфенолфосфатный сложный эфир, одно или более катионное поверхностно-активное вещество или неионное поверхностно-активное вещество. Также могут быть подходящими смеси из одного или более катионного или неионного поверхностно-активного вещества. Примеры таких поверхностно-активных смесей описаны в патенте США №6311773, опубликованном Todd с соавт. 6 ноября 2001 года, релевантная сущность которого включена сюда в виде ссылки. Применяемое поверхностно-активное вещество или поверхностно-активные вещества могут быть включены в жидкий компонент отвердителя в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 1% до приблизительно 10 мас.% жидкого компонента отвердителя.

Если не требуется иначе, примеры гидролизуемых сложных эфиров, которые могут применяться в компоненте отвердителя в конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются, смесь диметилглутарата, диметиладипата, диметилсукцината, сорбита, катехола, диметилтиолата, метилсалицилата, диметилсалицилата, диметилсукцината, трет-бутилгидропероксида и смеси из них. При применении гидролизуемый сложный эфир может быть включен в компонент отвердителя в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 0,1% до приблизительно 3 мас.% компонента отвердителя. В некоторых вариантах осуществления изобретения гидролизуемый сложный эфир включают в компонент отвердителя в количестве, находящемся в интервале от приблизительно 1% до приблизительно 2,5 мас.% от компонента отвердителя.

Применение разбавителя или жидкой жидкости-носителя в композиции отверждаемой смолы является необязательным и может быть использовано для уменьшения вязкости компонента отверждающейся смолы для облегчения обработки, смешивания и переноса. Любые подходящие жидкости-носители, т.е. смешивающиеся с отверждаемой смолой и достигающие необходимых эффектов вязкости, являются подходящими для применения в настоящем изобретении. Некоторые подходящие жидкие жидкости-носители имеют высокие температуры возгорания (например, приблизительно 125°F) из-за, среди прочего, заботы о безопасности и окружающей среде; такие растворители включают, но не ограничиваются, бутиллактат, бутилглицидиловый простой эфир, метиловый эфир дипропиленгликоля, диметиловый эфир дипропиленгликоля, диметилформамид, метиловый эфир диэтиленгликоля, бутиловый эфир этиленгликоля, бутиловый эфир диэтиленгликоля, пропиленкарбонат, метанол, бутиловый спирт, d-лимонен, сложные метиловые эфиры жирных кислот и смеси из них. Другие подходящие жидкие жидкости-носители включают растворимые в воде растворители, такие как, например, метанол, изопропанол, бутанол, растворители из гликолиевого эфира, и их смеси. Подходящие гликолиевые эфирные растворители включают, но не ограничиваются, метиловый эфир диэтиленгликоля, метиловый эфир дипропиленгликоля, 2-бутоксиэтанол, эфиры от С₂ до С₆ двухатомного спирта, имеющие по меньшей мере одну C₁-C₆ алкильную группу, моноэфиры двухатомных спиртов, метоксипропанол, бутоксиэтанол, гексоксиэтанол и изомеры этих соединений. Выбор подходящей жидкой жидко