被覆粒子、注入剂和填充方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及被覆粒子、注入剂和填充方法。
【背景技术】
[0002]近年来，正在积极进行从地下层回收油状或气体状的烃(流体)。具体而言，形成到达含有烃的地下层(页岩层)的钻孔，介由该钻孔回收烃。这种情况下，地下层必须具备允许流体流入钻孔的充分的流体渗透性(传导性)。
[0003]为了确保该地下层的流体渗透性，例如，进行水力压裂。在水力压裂的作业中，首先，将粘性流体介由钻孔以足够的速度和压力注入到地下层而使地下层形成裂缝。其后，将含有粒子的注入剂注入到地下层，向形成的裂缝内填充粒子来防止裂缝的闭塞。
[0004]作为这样的粒子，例如已知用环氧树脂、酚醛树脂等热固化性树脂被覆硅砂、玻璃珠这样的核粒子而得的被覆粒子(例如，参照专利文献1、2)。
[0005]由于所述被覆粒子用树脂被覆核粒子，所以即使核粒子因地中的压力而崩解，也会阻止其碎片散逸。因此，能够防止被覆粒子彼此之间的空间因碎片而闭塞，能够确保地下层的流体渗透性。
[0006]然而，从提高烃的回收量的观点考虑，要求开发在地下层中可确保更高的流体渗透性的被覆粒子。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:美国专利第3935339号公报
[0010]专利文献2:美国专利第4336842号公报
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于提供被填充到地下层形成的裂缝且可确保其高的流体渗透性的被覆粒子、含有被覆粒子的注入剂、和将上述注入剂注入到裂缝的填充方法。
[0012]这样的目的通过下述(1)?(21)记载的本发明来实现。
[0013](1) 一种被覆粒子，是被填充到在地下层中形成的裂缝内的多个被覆粒子，其特征在于，
[0014]各上述被覆粒子具备具有外表面的核粒子、和被覆该核粒子的上述外表面的至少一部分的表面层，
[0015]上述表面层含有酸固化剂和在酸的存在下进行固化的酸固化性树脂，
[0016]上述酸固化剂由具备酸性基团的酸性化合物构成，该酸性化合物的至少一部分上述酸性基团被对该酸性基团具有反应性的嵌段化合物嵌段化。
[0017](2)根据上述(1)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物具备官能团，该官能团与上述酸性化合物的上述酸性基团进行化学键合而将上述酸性化合物嵌段化。
[0018](3)根据上述(2)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物的上述官能团含有选自羟基和氨基中的至少1种。
[0019](4)根据上述(2)或(3)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物是具备羟基作为所述官能团的烷基醇。
[0020](5)根据上述(4)所述的被覆粒子，其中，上述烷基醇为一元烷基醇。
[0021](6)根据上述(2)或(3)所述的被覆粒子，其中，上述嵌段化合物是具备氨基作为上述官能团的烷基胺。
[0022](7)根据上述(2)?￠)中任一项所述的被覆粒子，其中，将上述酸固化剂的上述酸性基团的数量计为1时，以上述嵌段化合物的上述官能团的数量为0.1?1.9的方式在上述表面层中含有上述嵌段化合物。
[0023](8)根据上述⑴?(7)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述酸性化合物的上述酸性基团含有磺酸基。
[0024](9)根据上述(8)所述的被覆粒子，其中，上述酸性化合物含有选自对甲苯磺酸、
苯磺酸、十二烷基苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、二壬基萘磺酸和二壬基萘二磺酸中的至少1种。
[0025](10)根据上述⑴?(9)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述表面层中含有的上述酸固化剂的量相对于上述酸固化性树脂100质量份为0.1质量份?20质量份。
[0026](11)根据上述⑴?(10)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性树脂通过上述酸性化合物的作用在100°C以下的温度下进行固化。
[0027](12)根据上述⑴?(11)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性树脂含有选自呋喃树脂和酚醛树脂中的至少1种。
[0028](13)根据上述⑴?(12)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述酸固化性树脂为固化状态、半固化状态或未固化状态。
[0029](14)根据上述⑴?(13)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述表面层的平均厚度为 0.5 μπι ?20 μπι。
[0030](15)根据上述⑴?(14)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述表面层被覆上述核粒子的上述外表面的50%?100%。
[0031](16)根据上述⑴?(15)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述多个核粒子包含砂粒子和陶瓷粒子中的至少1种。
[0032](17)根据上述⑴?(16)中任一项所述的被覆粒子，其中，上述多个核粒子的平均粒子尺寸为100 μ m?3000 μ m。
[0033](18) 一种注入剂，是被注入到在地下层中形成的裂缝内的注入剂，其特征在于，含有:上述(1)?(17)中任一项所述的被覆粒子和用于分散该被覆粒子并将上述被覆粒子输送到上述裂缝的流体。
[0034](19)根据上述(18)所述的注入剂，其中，上述流体含有溶剂、粘度调节剂、表面活性剂、破乳剂、粘度稳定剂、胶凝剂和稳定剂中的至少1种。
[0035](20)根据上述(18)或(19)所述的注入剂，其中，该注入剂中含有的上述被覆粒子的量为1重量％?99重量％。
[0036](21) 一种填充方法，其特征在于，将上述(18)?(20)中任一项所述的注入剂介由到达上述地下层的钻孔输送到在地下层中形成的裂缝，将上述注入剂注入到上述裂缝，由此将上述粒子填充于上述裂缝。
[0037]根据本发明，被覆粒子具备的表面层中含有的酸固化剂和酸固化性树脂中，构成酸固化剂的酸性化合物的至少一部分酸性基团通过与对该酸性基团具有反应性的嵌段化合物例如进行化学键合而被嵌段化，阻止酸性化合物在不必要的位置与酸固化性树脂作用。由此，能够在必要的位置使酸固化性树脂可靠地固化。其结果，在将被覆粒子注入到填充部位(地下层的裂缝)时，能够确实地抑制或防止被覆粒子破碎，因此，被覆粒子在填充部位中的流体渗透性提高。
【附图说明】
[0038]图1是表示本发明的被覆粒子的实施方式的局部截面图。
[0039]图2是表示对图1所示的被覆粒子赋予压力的状态的局部截面图。
[0040]图3是用于说明从地下层回收烃的方法的概念图。
[0041]图4是用于说明测定流体渗透性的方法的图。
【具体实施方式】
[0042]以下，基于附图所示的优选的实施方式，对本发明的被覆粒子、注入剂和填充方法进行详细说明。
[0043]图1是表示本发明的被覆粒子的实施方式的局部截面图，以及图2是表示对图1所示的被覆粒子赋予压力的状态的局部截面图。
[0044]本发明的被覆粒子被填充到在地下层中形成的裂缝，防止该裂缝闭塞，并且确保地下层的被覆粒子填充部位(地下层的裂缝)的流体渗透性。由此，能够提高地下层含有的烃(页岩气或页岩油)向形成于地下层的钻孔的流入效率。
[0045]如图1所不，各被覆粒子1具有核粒子2和被覆核粒子2的外表面的至少一部分的表面层3。
[0046]在被覆粒子1被填充于裂缝时，核粒子2在裂缝内作为支撑材料而发挥功能。
[0047]该核粒子2可以使用具有较高机械强度的各种粒子，不限定于特定的种类。作为核粒子2的具体例，例如可举出砂粒子、陶瓷粒子、二氧化硅粒子、金属粒子、有机物粒子等。
[0048]其中，多个核粒子2优选含有砂粒子和陶瓷粒子中的至少1种。砂粒子和陶瓷粒子具有高的机械强度，同时较廉价且容易获得。
[0049]多个核粒子2的平均粒子尺寸优选为100 μ m?3000 μ m左右，更优选为200 μ m?1000 μ m左右。通过使用这样的尺寸的核粒子2，能够防止得到的被覆粒子1彼此凝聚。另夕卜，能够充分确保填充有被覆粒子1的裂缝的流体渗透性。
[0050]此外，多个核粒子2的粒子尺寸可以存在偏差，可以含有粒子尺寸差10倍左右的不同的粒子。即，测定多个核粒子2的粒度分布时，由山形函数表示的粒度分布曲线的峰的半峰宽可以是较大的值。
[0051]应予说明，图1中，核粒子2的截面形状显示成大致圆形，但可以为椭圆形、多边形、异形等。这