挖掘用分散液以及使用该分散液的采掘方法_2

文档序号:8908775阅读:来源:国知局
[0036] 〈水解性树脂材料〉
[0037] 本发明使用聚草酸酯作为水解性树脂材料。以草酸作为至少一种单体而聚合的树 脂材料称为聚草酸酯。
[0038] 聚草酸酯是衍生自草酸和多元醇的聚酯,并且通常由草酸二烷基酯与多元醇的酯 交换聚合来获得。
[0039] 聚草酸酯释放的酸在其0.005g/ml浓度下的水性分散液中具有3以下的 pH(25°C)。若与水混合,聚草酸酯经历水解以释放草酸。草酸充当水解催化剂以进一步促 进水解。因此,与聚乳酸和聚乙醇酸相比,聚草酸酯展现很高的可水解性,而且如稍后示出 的实施例中所阐述的,甚至在80°C以下的、并进一步60°C以下的低温范围内经历水解至很 高程度。
[0040] 关于聚草酸酯,与草酸反应的多元醇的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、 辛二醇、十二烷二醇、新戊二醇、丙三醇、季戊四醇、脱水山梨醇、对苯二甲酸二羟基乙酯、双 酚A、聚乙二醇和环己烷二甲醇等。
[0041] 如有需要,聚草酸酯可与已知的添加剂共混,例如增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗 氧化剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、着色剂、色素、填料、脱模剂(partingagent)、抗静电剂、香 料、润滑剂、发泡剂、抗细菌/抗真菌剂和成核剂(nucleatingagent)等。
[0042] 聚草酸酯可以是使用两种以上的多元醇的共聚物,只要不损害其高度可水解性即 可,或者可以是使用少量草酸以外的羧酸组分和内酯作为共聚组分的共聚物。
[0043] 作为用作共聚组分的羧酸,可列举:
[0044] 琥珀酸;
[0045] 己二酸;
[0046] 癸二酸;
[0047] 戊二酸;
[0048] 二羧酸类,例如癸烷二羧酸、环己烷二羧酸、对苯二酸、间苯二酸和蒽二羧酸,以及 其酯类;以及
[0049] 羟基羧酸类,例如乙醇酸、L-乳酸、D-乳酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基戊酸、羟基 己酸、扁桃酸和羟苯甲酸等。
[0050] 作为内酯类,可列举乙交酯、己内酯、丁内酯、戊内酯、丙醇酸内酯、十一烷酸内酯 等。
[0051] 理所当然,上述聚草酸酯的均聚物或共聚物可混合在一起使用。
[0052] 在本发明中,最期望的聚草酸酯是由草酸和乙二醇形成的聚乙二醇草酸酯。
[0053] 进一步,从上述聚草酸醋向地中的渗透性和其用作破碎流体时作为填料的功能的 角度,上述聚草酸酯应当具有合适程度的分子量。例如,聚乙二醇草酸酯通常应具有5, 000 至1,000, 000、特别地10, 000至500, 000范围内的重均分子量。
[0054] 通过本身已知的成形手段将聚草酸酯成形为丸粒、粒状材料、通过粉碎膜所获得 的粉碎材料,或成型为纤维等,并作为水解性树脂材料分散在水中。
[0055] 进一步,在本发明中,为了降低成本,聚草酸酯可用作水解性树脂材料,与任何其 它廉价的水解性树脂以它们不妨碍上述聚草酸酯优异可水解性的范围的量,或者具体来说 以如稍后的实施例中描述的方法所测量的可水解性维持在40%以上(例如,按每100重量 份的聚草酸酯为60重量份以下的量)这样的量共混。
[0056] 作为此类其它水解性树脂,可列举聚乳酸、聚羟基链烷酸醋、聚己内酯、聚琥珀酸 丁二醇酯、醋酸纤维素和热塑性淀粉类,其可以共聚物或共混物的形式使用。然而,从成本 的角度,最期望聚乳酸。
[0057] 在维持上述可水解性的情况下,聚草酸酯可进一步与例如聚乙烯醇或CMC等吸水 性聚合物共混,以抑制室温下的水解并改善其稳定性,以便以流体(破碎流体或填料)的形 式用于液压破碎法时可更容易地操控。
[0058] 从顺畅地执行液压破碎和基于水解性树脂材料迅速形成龟裂的角度,包含聚草酸 酯的水解性树脂材料通常以〇. 01至20重量%、并且特别地0. 01至10重量%的量存在于 水性分散液中。
[0059] 〈其它添加剂〉
[0060] 本发明中分散有上述水解性树脂材料的水性分散液可与任何用于挖掘法或液压 破碎法的已知的添加剂共混。
[0061] 在液压破碎法的情形,例如,水性分散液可与例如瓜耳胶或脱乙酰壳多糖等作为 增粘剂或作为胶凝剂的水溶性多糖类(胶凝剂)共混,或者可与作为支撑剂(proppant) (支持剂)的沙共混,以便通过液压破碎形成的龟裂不会堵塞。
[0062] 水性分散液可进一步与表面活性剂共混,以分散水解性树脂材料,并可进一步与 酸、碱或酶以合适的量共混,以合适地促进水解性树脂材料的水解。
[0063] 可按照容许水解性树脂材料以上述的量分散在水性分散液中而不妨碍水解性树 脂材料(聚草酸酯)的例如可水解性等性质这样的量添加添加剂。
[0064] 〈通过液压破碎挖掘〉
[0065] 在本发明中,将分散有水解性树脂材料的挖掘用分散液以压力引入地下,以使得 分散液中的水解性树脂在40°C以上的温度下水解。例如,通过将分散液用作破碎流体而进 行液压破碎,允许采掘期望的地下资源。
[0066] 具体而言,通过向下挖掘至可能存在期望的地下资源的地层而形成立井 (verticalshaft)。接下来,在水平方向进行挖掘,以形成水平穴,由此形成坑井。
[0067] 以上述含有支撑剂的挖掘用分散剂填充如此形成的坑井,并加压以实施破碎。由 于施加压力,水解性树脂材料和支撑剂渗透入水平穴附近,而且在此处水解性树脂材料经 历水解,并消灭正在形成的柱状结构。吸走残留的分散液,并之后回收例如气和油等地下资 源。
[0068] 通过将本发明的挖掘用分散液用作破碎流体而进行液压破碎时,水解性树脂材料 甚至在大约60°C以下的温度迅速分解,使得液压破碎能够在短时间内有效进行。除此之外, 通过在酶不失去其活性的温度范围内使用挖掘用分散液,水解性树脂材料的可生物降解性 质展现至充分程度。进一步,除用作破碎流体以外,本发明的分散液中含有的水解性树脂材 料也可例如用作支撑剂(支持材料)。支撑剂可通过合适地调节水解性树脂材料的分子量 等,并成形为可用作支撑剂的大小,来由水解性树脂材料形成。然后支撑剂进入形成于坑井 附近的龟裂,并在采掘资源时起作用以维持龟裂。采掘之后,支撑剂水解,并可轻易回收。水 解性树脂材料可进一步用作桥塞(plug)、填料或破坏材料。
[0069] 当在回流泥浆的同时钻井时,水解性树脂材料可用作完井液中的失水调节剂,消 除后续酸处理步骤的需要。除此之外,堵塞和故障均不在生产中发生。
[0070] 即使水解性树脂材料渗透至不必要的宽范围,并且未经水解而残存,也没有有害 地影响环境的可能性。
[0071] 实施例
[0072] 现在将借助下列实施例描述本发明。
[0073] 在实验例中,通过下面描述的方法进行测量。
[0074] 〈测定熔点和玻璃化转变温度〉
[0075] 设备:DSC6220 (差示扫描量热计)
[0076] 由SeikoInstrumentsCo?制造
[0077] 样品制备:样品量,5至10mg。
[0078] 测量条件:氮气氛,以10°C/min的速率升温,在0°C至250°C的范围。
[0079] 〈测定分子量〉
[0080] 设备:凝胶渗透色谱GPC
[0081] 检测器:示差折光率检测器RI(型号RI-2414,由WatersCo?制造,灵敏度:512)
[0082] 柱:ShodexHFIP_LG(1 个单元),HFIP_806M(2 个单元),由ShowaDenkoCo?制造
[0083] 溶剂:六氟异丙醇(添加了 5mM三氟乙酸钠)
[0084] 流速:
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