Композиція розклинювального агента, що містить нерадіоактивний виявлюваний індикатор, спосіб її одержання та спосіб простеження зворотного потоку розклинювального агента

1. Композиція розклинювального агента, яка містить нерадіоактивний виявлюваний індикатор, який щонайменше частково введений в керамічну композицію, вибраний з групи: оксиди, гідроксиди, карбонати та їх комбінації, що містять метал, вибраний з групи: лантаніди, стронцій, барій, галій, германій, тантал, цирконій, ванадій, хром, марганець та їх поєднання. 2. Композиція розклинювального агента за п. 1, яка є у вигляді частинки. 3. Композиція розклинювального агента за п. 2, в якій нерадіоактивний виявлюваний індикатор придатний для виявляння за допомогою хімічного аналізу. 4. Композиція розклинювального агента за п. 3, в якій нерадіоактивний виявлюваний індикатор придатний для виявляння за допомогою методів рентгенівської флуоресценції, індуктивно зв'язаної плазми або рентгенівського випромінювання при збудженні протонами. 5. Композиція розклинювального агента за п. 2, в якій лантаніди вибрані з групи: лантан, церій та їх поєднання. 6. Композиція розклинювального агента за п. 5, в якій метал індикатора вибраний з групи: лантан, церій, стронцій, барій, галій, германій і їх поєднання. 2 (19) 1 3 92718 4 21. Композиція розклинювального агента за п. 17, 28. Спосіб за п. 22, в якому нерадіоактивний виявв якій частинка має розмір в діапазоні від приблилюваний індикатор вибирають з групи: оксиди, зно 16 до приблизно 30 меш. гідроксиди, карбонати та їх комбінації, що містять 22. Спосіб одержання частинки, яка містить нераметал, вибраний з групи: лантаніди, стронцій, бадіоактивний виявлюваний індикатор і керамічну рій, галій, германій, тантал, цирконій, ванадій, композицію, що включає змішування порошку кехром, марганець і їх поєднання. рамічної композиції і порошку нерадіоактивного 29. Спосіб за п. 27, в якому метал індикатора вивиявлюваного індикатора з одержанням їх суміші, бирають з групи: лантан, церій, стронцій, барій, подрібнення суміші з одержанням гомогенної сугалій, германій і їх поєднання. міші, утворення гранул із гомогенної суміші і від30. Спосіб за п. 28, в якому метал індикатора випалювання гранул при температурі і протягом чабирають з групи: лантан, церій і їх поєднання. су, які достатні для спікання гранул для одержання 31. Спосіб за п. 28, в якому частинка по суті не частинки, причому нерадіоактивний виявлюваний містить смолу. індикатор вибирають з групи: оксиди, гідроксиди, 32. Спосіб за п. 28, в якому частинка в основному карбонати і їх комбінації, які містять метал, вибрамістить нерадіоактивний виявлюваний індикатор, ний з групи: лантаніди, стронцій, барій, галій, герякий щонайменше частково входить в керамічну маній, тантал, цирконій, ванадій, хром, марганець композицію. та їх поєднання. 33. Спосіб простеження зворотного потоку розкли23. Спосіб за п. 22, в якому нерадіоактивний виявнювального агента в розриві підземного пласта, в люваний індикатор не присутній в керамічній комякий була введена множина частинок композиції позиції або присутній в керамічній композиції в розклинювального агента за п. 2, який включає концентрації менше ніж приблизно 1000 мас. ч. на аналіз зразка із зворотного потоку шляхом детекмільйон. тування присутності індикатора в зразку. 24. Спосіб за п. 22, в якому утворення агломерату 34. Спосіб за п. 33, за яким, за наявності в підземта надання форми агломерату здійснюють безпеному пласті декількох зон, зворотний потік простерервною атомізацією шляхом розпилення, псевдожують, використовуючи частинки декількох типів зрідженням шляхом розпилення, сушінням розпикомпозицій розклинювального агента за п. 17, при ленням або пресуванням. цьому частинки композицій кожного типу поміча25. Спосіб за п. 22, в якому частинка має розмір в ють індикатором, відмінним від індикаторів в часдіапазоні від приблизно 20 до приблизно 40 меш. тинках інших типів композицій розклинювального 26. Спосіб за п. 22, в якому нерадіоактивний виявагента, спрямовують частинки композицій розклилюваний індикатор придатний для виявляння за нювального агента кожного типу в різні зони, анадопомогою хімічного аналізу. лізують зразок зворотного потоку щонайменше з 27. Спосіб за п. 22, в якому нерадіоактивний вияводнієї із зон шляхом детектування присутності люваний індикатор придатний для виявляння мекожного з індикаторів, і таким чином ідентифікують тодом рентгенівської флуоресценції, методом інтип частинок композицій розклинювального агендуктивно зв'язаної плазми або рентгенівського та, зв'язаних із зворотним потоком. випромінювання при збудженні протонами. 35. Спосіб за п. 33, в якому щонайменше один з індикаторів є комбінацією індикаторів різних типів. 1. Галузь техніки, якої стосується винахід Даний винахід стосується розклинювальних агентів і, зокрема, розклинювальних агентів, що містять мітку, яка дозволяє виявити присутність розклинювального агента. 2. Опис попереднього рівня техніки Одна з проблем, виникаючих при спробі максимально збільшити видобуток вуглеводнів, таких як сира нафта і природний газ, з підземних пластів, полягає в тому, що вуглеводні утримуються у важко проникних породах. Фактично свердловини часто вміщують велику кількість вуглеводню, який утримується подібними важко проникними пластами. Зрозуміло, вуглеводень, що утримується, насилу попадає в стовбур свердловини. У зв'язку з цим підземні пласти, які містять вуглеводні, часто піддають гідравлічному розриву для збільшення видобутку вуглеводню з пластів. Звичайно гідравлічний розрив пласта передбачає нагнітання текучих середовищ на водній або вуглеводневій основі, що мають збільшену в'язкість, в стовбур свердловини з швидкістю і під тиском, які перевищують напруження пласта, що викликає утому порід і спричиняє розкриття розривів або формування нових розривів у пласті. Розриви являють собою природні або створені тріщини або канали в материнській породі. Текучі середовища, що нагнітаються, звичайно містять розклинювальний агент. Розклинювальний агент являє собою частинки твердої речовини, такі як пісок або керамічні частинки, які можуть бути покриті або не бути покриті іншою речовиною, такою як смола. Після зменшення тиску розриви, які в іншому випадку виявляють тенденцію до закриття, залишаються відкритими завдяки розклинювальному агенту, який залишається в розриві, завдяки чому формуються більш провідні канали, які дозволяють нафті або газу надходити в стовбур свердловини після зменшення тиску. Проте часто значна порція розклинювального агента не залишається в розривах, а проходить назад в стовбур свердловини. Вказаний зворотний потік розклинювального агента не тільки знижує ефективність, внаслідок того, що розклинювальний агент, який повернувся назад, не зміг виконати своє призначення і зберегти відкритим утворений 5 92718 6 розрив, але і може призвести до серйозного зносу індикатор, який щонайменше частково входить в виробничого обладнання. У свердловинах, в яких керамічну композицію. існує більш ніж одна зона, в яку був доставлений Даний винахід стосується також способу розклинювальний агент, може виявитись складним отримання частинки, що містить не радіоактивну визначити, яка із зон може бути джерелом провиявлювану речовину, і керамічну речовину, при блеми зворотного потоку розклинювального агенцьому спосіб передбачає агломерацію гранул кета. За вказаною причиною проблема зворотного рамічної речовини і гранул не радіоактивної речопотоку розклинювального агента викликає особливини для отримання частинки методом пресуванві труднощі в подібних свердловинах. ня. Був розроблений ряд способів, в яких пропоДаний винахід стосується також способу нуються способи ідентифікації зони або зон, які є отримання частинок, які практично не містять смоджерелом зворотного потоку розклинювального лу, які можуть не містити покриття з смоли, однак агента. У загальному випадку ці способи передбаможуть (якщо необхідно) щонайменше частково чають введення мітки в розклинювальний агент за бути покриті смолою, при цьому суть способу подопомогою індикатора або маркера, який може лягає в агломерації гранул керамічної речовини і бути виявлений за допомогою стандартної метогранул не радіоактивної, виявлюваної речовини дики. Відповідно до деяких методів, розклинювадля отримання частинок, що не містять смолу по льний агент, що доставляється в кожну зону, позсуті, які являють собою не радіоактивну виявлюначають за допомогою індикатора, відмінного від вану речовину, яка щонайменше частково входить індикаторів, які пов'язані з іншими зонами. Визнав керамічну речовину. Якщо покриття необхідне, чаючи, який з індикаторів присутній в розклинювато здобута вказаним чином частинка, що не місльному агенті, зворотний потік якого повернувся з тить смолу по суті, може потім щонайменше частпласта, можна встановити зону, з якої сталося ково бути покрита покривною речовиною. відтікання розклинювального агента. Даний винахід стосується також нового спосоПроте, жоден з розроблених на даний час спобу дослідження зворотного потоку розклинювальсобів, не є повністю задовільним. Наприклад, моного агента з розриву підземного пласта, в який жна використати радіоактивні ізотопні індикатори, була введена безліч частинок композиції вказанооднак радіоактивні речовини можуть мати коротго розклинювального агента, що містить мітку. кий термін зберігання, бути складні в поводженні з Відповідно до способу за даним винаходом, проними, а також можуть шкідливо впливати на наводять аналіз зразка із зворотного потоку шляхом вколишнє середовище. У Патенті США № 6691780 детектування присутності індикатора в зразку. описується спосіб введення мітки в розклинюваСеред переваг даного винаходу можна відзнальні агенти за допомогою не радіоактивних речочити наступні: забезпечення мітки, яка переважнівин, однак при застосуванні вказаного способу ше є невід'ємною частиною керамічної речовини, використовують мітку в складі полімеру, яким покніж пов'язана з керамічною речовиною за рахунок ривають розклинювальний агент. Таким чином, нанесення покриття; забезпечення розклинювальспосіб обмежений розклинювальними агентами, ного агента, що містить подібну мітку; забезпеченякі містять полімерне покриття, і він чутливий до ня вказаного розклинювального агента, який зберівтрати міток у випадку, якщо покриття втрачається гає необхідну міцність, щільність і питому внаслідок тертя, нагрівання або під впливом інших провідність, незважаючи на присутність мітки; зачинників. безпечення способу отримання подібного розклиУ результаті, як і раніше, необхідні розклинюнювального агента, що містить мітку; і забезпевальні агенти, що володіють кращими властивосчення способу дослідження зворотного потоку тями, а також способи їх отримання, які дозволячастинок з подібними розклинювальними агентають уникнути вищезгаданих проблем. Зокрема, ми. бажано, щоб розклинювальний агент, який містить Подальші особливості і переваги даного винамітку, не був радіоактивним, а мітка була введена ходу, а також різні варіанти даного винаходу детав нього за допомогою такого метода, який був би льно описуються нижче з посиланням на відповідне чутливий до втрати індикатора внаслідок тертя і не креслення. таке інше. Більш того, оскільки розклинювальні Короткий опис креслення агенти повинні бути суспендовані в рідкому носії і На Фіг. наведений графік питомої провідності повинні протистояти значним силам з тим, щоб розклинювального агента, що не містять мітку, в розклинити і розкрити розрив, і оскільки признапорівнянні з питомою провідністю розклинювальчення розклинювальних агентів полягає в збільного агента, що містить індикатор "А", і розклинюшенні потоку фільтрату, або в збільшенні "провідвального агента, що містить індикатор "В", де індиності" текучих середовищ, то розклинювальний катором "А" є оксид лантану, а індикатором "В" є агент, який містить мітку, повинен володіти силою і оксид церію. щільністю розклинювального агента, який не місДокладний опис переважних варіантів здійстить мітку, і повинен забезпечувати щонайменше нення даного винаходу таку ж питому провідність (тобто, такий же потік Згідно з даним винаходом, несподівано було фільтрату рідини), що і розклинювальний агент, виявлено, що не радіоактивний індикатор може який не містить мітку. розміщуватись в керамічному розклинювальному Суть винаходу агенті, не зменшуючи при цьому міцність або пиТаким чином, якщо коротко, то даний винахід тому провідність розклинювального агента або не стосується нової композиції розклинювального змінюючи небажаним чином його щільність. Факагента, що містить не радіоактивний, виявлюваний тично розклинювальні агенти можуть бути поміче 7 92718 8 ні, відповідно до способів за даним винаходом, нтами, отриману суміш перемелюють, гомогенізутаким чином, що можна одержати різні варіанти ють і готують з неї гранули шляхом пресування. розклинювального агента, що містить мітку, які Індикатор може являти собою будь-яку нерамають ідентичну міцність і не знижують своєї гусдіоактивну сполуку, яка може бути виявлена в розтини. Більш того, оскільки мітка входить до складу клинювальному агенті, зокрема, може бути виявкераміки, то вона стійка до зносу або відшаруванлена за допомогою методів, що дозволяють ня і виділення з розклинювального агента внаслівизначити хімічний склад зразків. Наприклад, індидок тертя, нагрівання або внаслідок інших чинникатор може являти собою речовину, яку можна ків, з якими звичайно доводиться стикатися виявити методом індуктивно зв'язаної плазми, розклинювальному агенту. А оскільки індикатори, рентгенівською флуоресценції або рентгенівського які є об'єктом даного винаходу, не розкладаються випромінювання при збудженні протонами. Проте, так, як радіоактивні ізотопні індикатори, вони не можуть бути використані інші методи, які дозволявпливають шкідливо і мають практично необмежеють визначити присутність індикатора, наприклад, ну стійкість при зберіганні. хімічний аналіз. Методики виявлення конкретних Незважаючи на те, що, відповідно до способів речовин з використанням вказаних способів добре за даним винаходом, найбільш прийнятними для відомі. Так, патент США № 6691780 описує спосіб внесення мітки є частинки, що являють собою боквиявлення присутності розклинювального агента, сит, або частинки, одержані з бокситу ("істинного" що містить мітку, за допомогою методу індуктивно бокситу низької міри чистоти), каоліну або інші зв'язаної плазми. Незважаючи на те, що розкличастинки, які складаються з одного або декількох нювальний агент в патенті США № 6691780 помітипів глин, оксид алюмінію, оксид кремнію і суміші чений за допомогою смоляного покриття, яке місбудь-яких вищезгаданих сполук, автори винаходу тить індикатор, методика виявлення за допомогою вважають, що, відповідно до способів за даним методу індуктивно зв'язаної плазми, наведена у винаходом, можна ввести мітку в будь-який керавказаному патенті, придатна і для розклинювальмічний розклинювальний агент. Відомо чимало них агентів, що містять мітку, за даним винаходом. керамічних речовин, придатних для використання Відповідно до способу за патентом США № як розклинювальних агентів. Наприклад, у вида6691780 зразок водного розчину розпилюють всеному на ім'я Lunghofer патенті США № 5120455, у редині спектрофотометра індуктивно зв'язаної виданих на ім'я Fitzgibbon патентах США № плазми, і отриманий аерозоль спрямовують до 4427068 і 4879181, і патентах, на які даються попальника аргонової плазми, розміщений всередині силання у вказаних патентах, ідентифіковані різні спектрофотометра. Спектрофотометр вимірює розклинювальні агенти і матеріали для розклинюінтенсивність специфічних для даного елемента вальних агентів, і вони включені в даний опис за смуг випромінювання, які утворюються, коли комдопомогою посилання. Самі матеріали для розкпоненти розчину потрапляють у високотемператулинювальних агентів в даному описі позначаються рну плазму. Вбудований у спектрофотометр комяк "керамічні композиції", на відміну від індикатора, п'ютер використовує стандартну калібрувальну який в них входить. криву для перетворення виміряної інтенсивності в Вважають, що розклинювальний агент, який концентрації елементів. Спектрофотометри, які містить мітку, за даним винаходом може бути використовують в методі індуктивно зв'язаної плаотриманий будь-якими способами приготування зми, звичайно комерційно доступні від компанії гранул або таблеток, які використовуються для Thermo ARL, яка є підрозділом фірми Thermo отримання розклинювальних агентів, і способами Electron Corporation, від компанії Agilent приготування гранул або таблеток з метою аглоTechnologies і ряду інших компаній. мерації порошку з утворенням розклинювального Як пояснюється нижче, можуть також викорисагента у вигляді гранул або таблеток, однак відпотовуватися інші способи виявлення, а також інші відно до даного винаходу, порошок являє собою індикатори, такі як індикатори, наведені в патенті суміш керамічної композиції і індикатора, як навеСША № 6691780, за умовою, що детектування не дено далі, а отримана частинка, гранула або табзалежить від того, входить індикатор до складу летка має відповідний розмір, форму, міцність або зовнішнього покриття або до складу кераміки. щільність, які добре відомі для придатних до викоРечовина, що застосовується як індикатор, ристання розклинювальних агентів. Так, наприпереважно не є також сполукою, яка будь-яким клад, розклинювальний агент, який містить мітку, іншим чином міститься в керамічній композиції або може бути виготовлений безперервною атомизаціщонайменше присутня в композиції в концентрації єю шляхом розбризкування, псевдозрідженням не більш ніж 1000 вагових частин на мільйон. Башляхом розбризкування, сушіння розбризкуванням жано уникати отримання помилкових вимірювань або пресуванням. Прикладом способу пресування концентрації, які виникають під впливом речовини, є спосіб, який застосовують для отримання розкщо міститься в керамічній композиції, а у випадку линювальних агентів, що містять мітку, і який опибагатозонних пластів уникати отримання помилкосаний в патенті США № 4879181 для приготування вих вимірювань концентрації, які виникають внарозклинювальних агентів, що не містять мітку, за слідок присутності речовини з розклинювальних винятком того, що, як згадано вище, як вихідні агентів, зворотний потік яких надходить з інших сполуки в керамічній композиції, крім обпаленої зон. У загальному випадку вважають, що індикатор глини, оксиду алюмінію, бокситу і їх сумішей, моможе бути будь-якою речовиною, зокрема, твержуть бути використані альтернативні керамічні дою речовиною, яка може бути виявлена хімічним композиції, а не радіоактивний, виявлюваний індианалізом з такою концентрацією в розклинювалькатор змішують з вихідними керамічними інгредієному агентові (особливо в тому випадку, коли роз 9 92718 10 клинювальний агент присутній в зразку, що аналіКількість індикатора, яку бажано змішати з пезується в мінімальній концентрації, при якій розквною композицією, залежить від різних обставин. линювальний агент повинен бути виявлений), яка Проте, концентрація індикатора в розклинювальне приводить до деградації таких фізичних власному агенті повинна бути достатньою для того, тивостей розклинювального агента, як щільність, щоб його присутність в зворотному потоку можна міцність і питома провідність. було би виявити за допомогою вибраного методу Беручи до уваги подібні обставини, було покадетектування в тому випадку, коли кількість розкзано, що керамічні форми деяких металів найлинювального агента в зворотному потоку знахобільш придатні як речовини-індикатори. Приклади диться на такому рівні, за яким потрібно визначити металів, яким віддається перевага, містять лантайого присутність. Необхідно також, щоб концентнідний ряд рідкісноземельних металів, стронцій, рація індикатора в розклинювальному агентові не барій, галій, германій і їх поєднання, зокрема, ланістотно перевищувала цей рівень, оскільки викотан, церій, стронцій, барій, галій, германій, тантал, ристання більшої кількості індикатора може привецирконій, ванадій, хром, марганець і їх поєднання, сти до зростання вартості, а в деяких випадках особливо, лантан, церій і їх поєднання. Хоча меможе привести до деградації необхідних властитали можуть використовуватися в елементарній востей розклинювального агента. У загальному формі, деякі метали в металевій формі небезпечвипадку для зручності виявлення з використанням ні, і автори вважають, що в загальному випадку звичайних способів детектування необхідні концебудуть використовуватися сполуки, що містять нтрації індикатора, що становлять щонайменше метали, такі як керамічні форми (оксиди, гідрокси0,03% мас., однак було показано, що в деяких сиди і карбонати). Таким чином, посилання в даному туаціях концентрації індикатора, що перевищують описі на самі метали необхідно розуміти в їх ши0,15% мас. і, зокрема, ті, що перевищують 0,2% рокому значенні, і вони містять молекулярні, іонні і мас., значно змінюють температуру прожарювання мінеральні форми металів. Звичайно, для застоі навіть можуть привести до деградації властивоссування у випадку багатьох зон, коли бажано видітей легких розклинювальних агентів. Таким чином, лити зони, з яких виникає зворотний потік розклив загальному випадку було показано, що найбільш нювального агента, бажано, щоб індикатори були придатні концентрації індикатора, що складають не тільки виявлюваними, але і здатними бути вивід приблизно 0,005 до приблизно 0,5, переважно, явленими таким чином, щоб їх можна було виділивід приблизно 0,01 до приблизно 0,3, більш перети з інших індикаторів, які застосовують для інших важно, від приблизно 0,03 до приблизно 0,2 і, ще зон. більш переважно, від приблизно 0,03 до 0,15% Більш того, для використання в підземних мас., такі як від приблизно 0,05 до приблизно 0,15, пластах, в яких кількість зон в пласті перевищує як правило, приблизно 0,13% мас. по відношенню кількість різних індикаторів, що є в наявності, найдо маси керамічної композиції. У тих випадках, більш придатні комбінації різних типів індикаторів. коли застосовують комбінації індикаторів, то кожУ подібних ситуаціях декілька різних типів індиканий їх тип повинен мати концентрацію, достатню торів можна об'єднати, з метою отримання конкредля того, щоб можна було його визначити на тому тного індикатора, того, що визначається вказаною рівні, на якому необхідно виявити розклинювалькомбінацією. Для ілюстрації, якщо в наявності є ний агент. У загальному випадку, в подібних ситушістнадцять різних типів індикаторів, то чотири аціях, кожний тип розклинювального агента повитипи індикаторів можна визначити, скажемо, як Aнен бути присутнім в концентрації, що складає D, в той час як дванадцять, що залишилися можна щонайменше приблизно 0,005%, переважно щовизначити, скажемо, як 1-12. Групуючи попарно найменше приблизно 0,01%, більш переважно типи індикаторів, можна використати сорок вісім щонайменше приблизно 0,03% мас. по відношенрізних індикаторів в формі комбінацій індикаторів ню до маси керамічної композиції. Однак в будьА1, А2,... В1, В2 і т. д., з метою розділити сорок якому випадку мінімальна концентрація залежить вісім різних зон. Очевидно, що, комбінуючи типи від чутливості методу хімічного аналізу, і у разі індикаторів будь-як інакше, можна провести роздівикористання деяких аналітичних способів можуть лення між багатьма різними зонами, використовузастосовуватися концентрації нижче за 0,01%. ючи обмежену кількість типів індикаторів. Наприклад, повідомляють, що нейтронний активаЩоб уникнути плутанини, яка може виникнути ційний аналіз здатний забезпечити межі виявленпри змішуванні індикаторів, можна використати ня 1-5 частин на мільйон (або 0,0001-0,0005% певні методики. Так, якщо зворотний потік містить мас.) для La2O3 і СеО2, що дозволяє провести виіндикатори, А1, А2, В1 і В2, тоді, на основі виявлеявлення (а також визначити рівні концентрації) на них індикаторів типу А, В, 1 і 2 важко визначити, рівні 0,001% мас. яка кількість індикатора типу А надійшло з зони, Як наведено вище, розклинювальний агент, пов'язаної з А1, а яка кількість його пов'язана з який містить мітку, може бути отриманий, як опизоною А2. Присутність додаткової кількості індикасаний в патенті США № 4879181 для розклинюваторів типу 1 і 2 з індикаторів В1 і В2 може перешльних агентів, що не містять мітку, за винятком кодити або ускладнити можливість провести розтого, що в даному винаході індикатор є складовою ділення між А1 і А2 на основі кількості виявлених частиною початкових інгредієнтів розклинювальіндикаторів типу 1 і 2. Проте, комбінації індикаторів ного агента. Таким чином, передбачається, що можуть вводитися в абсолютно різні зони, змішурозклинювальні агенти, що містять мітку, за даним вання зворотних потоків з яких малоймовірне, що винаходом звичайно отримують шляхом агломедозволяє уникнути подібних перекривань. рації гранул керамічних речовин і гранул не радіоактивної, здатної бути виявленою речовини, з ме 11 92718 12 тою отримання частинки або шляхом пресування, містить індикатор, на керамічній частинці, що не або будь-якими іншими способами агломерації. містить індикатор, а суміш - агломерат керамічної Наприклад, суміш дрібних гранул керамічної комкомпозиції і індикатора. Насправді щонайменше позиції і індикатора можна спресувати спільно з деяка кількість індикатора щонайменше частково утворенням частинок розклинювального агента. а може бути і повністю оточена - керамічною комТаким чином, якщо коротко, то розклинювальний позицією. Таким чином, індикатор не має тенденції агент, який містить мітку, може бути отриманий до стирання з розклинювального агента. Несподінаступним способом. вано було виявлено, що внесення мітки в розклиВихідні речовини для керамічної композиції нювальні агенти за способом даного винаходу не (такі як обпалена глина і оксид алюмінію, боксит приводить до зменшення міцності, густини і питоабо їх суміші або інші інгредієнти, розглянуті вище мої провідності розклинювального агента. Більш як прийнятні речовини для розклинювального агетого, оскільки індикатор, що знаходиться в частиннта) можна додавати у високо ефективний змішуках розклинювального агента, контактує вказаним вач, такий як кульовий млин, в певному співвідношляхом з керамічною композицією і фактично безшенні з індикатором із вказаною вище посередньо поєднується з керамічною композиціконцентрацією. Добавки, що використовуються в єю, то його не треба наносити на частинки у висуміші, можуть бути подрібнені на дрібний порогляді смоляного покриття, що містить індикатор. шок, який потім змішують до отримання сухої одНезважаючи на те, що композиція розклинювальнорідної порошкоподібної суміші. Наприклад, поний агент може практично не містити або зовсім не рошок можна перемішувати в перемішуючому містить смолу, її, у разі необхідності, можна частпристрої або змішувачі, що постачається компаніково або ж повністю закривати покривною речовиєю Eirich Machines, Inc., відомою як Eirich Mixer. ною, такою як смола, при цьому покриття може Аналогічне змішувальне обладнання доступне від практично не містити або ж зовсім не містити індиінших виробників. Під час змішування може бути катор. Як наведено вище, індикатор може містити додана достатня кількість води, щоб із суміші кедекілька різних типів індикаторів, у загальному рамічного порошку отримати композит у вигляді випадку, декілька різних типів металовмісних індисферичних гранул. Отримані гранули можна висукаторів. шити, а потім гранули випалити при температурі Розклинювальний агент, який містить мітку, за спікання протягом часу, достатнього для формуданим винаходом може застосовуватися замість вання спечених сферичних гранул, уявна питома відомих з галузі техніки розклинювальних агентів і, вага яких складає, наприклад, від 2,70 до 3,60, а зокрема, замість відомих з галузі техніки композиоб'ємна густина складає, наприклад, від приблизцій, що містять мітку, з метою виявлення, де і скіно 1,0 до 2,0 грамів на кубічний сантиметр. Конкльки розклинювального агента витікає назад з деретний час, що застосовується, і температура, кількох зон всередині підземного пласта. звичайно, залежать від вихідних інгредієнтів, і їх Насправді те, що розклинювальні агенти, що місвизначають емпірично за результатами фізичних тять мітку, за даним винаходом не радіоактивні, є випробувань гранул після випалення. Отримані в міцними, можуть не мати полімерне покриття і результаті гранули можна просіяти і отримати розтаке інше, дозволяє використати подібні розкликлинювальні агенти з розмірами частинок в діапанювальні агенти в тих ситуаціях, коли не можна зоні, наприклад, від приблизно 40 меш до приблиабо не практично застосовувати звичайні розклизно 20 меш, від приблизно 16 меш до приблизно нювальні агенти. Більш того, у випадку декількох 20 меш, від приблизно 30 меш до приблизно 50 зон за допомогою розклинювальних агентів, що меш, від приблизно 30 меш до приблизно 60 меш, містять мітку, за даним винаходом, можна встановід приблизно 16 меш до приблизно 30 меш. Конквити, яка зона або зони пов'язані із зворотним поретні деталі вказаного процесу обговорюються в током. патенті США № 4879181. Якщо коротко, то підземний пласт, що має деАналогічно можуть бути модифіковані інші вікілька зон, може бути оброблений і простежити домі способи отримання розклинювальних агентів зворотний потік із зон(и) шляхом введення в стовдля приготування розклинювальних агентів, що бур свердловини, яка досягає пласта, який містить містять мітку, які є об'єктом даного винаходу. Так, мітку розклинювального агента, наприклад, у винаприклад, автори даного винаходу вважають, що гляді рідини, що застосовується для розриву пласальтернативні способи отримання можуть бути та, для того, щоб розірвати свердловину за стананалогічні модифікованим способам, наведеним в дартною методикою, замінивши звичайні патенті США 4440866, і способам, на які даються розклинювальні агенти (що містять або що не міспосилання в патенті США № 5120455. Вказані патять мітку) на розклинювальні агенти, що містять тенти, включаючи патенти, на які даються посимітку, за даним винаходом. У випадку пласта, що лання в патенті США № 5120455, включені в даний має декілька зон, можна застосовувати декілька опис за допомогою посилання. розклинювальних агентів, що містять мітку, при Таким чином, отриманий розклинювальний цьому кожний тип розклинювального агента позагент, який містить мітку, включає не радіоактивначають за допомогою індикатора, який можна ний виявлюваний індикатор, який щонайменше відрізнити від індикаторів, що застосовуються для частково входить в керамічну композицію. Розклиінших типів розклинювальних агентів, що містять нювальний агент, який містить мітку, може бути мітку, і можна направити кожний тип розклинюваотриманий з суміші порошкоподібної керамічної льних агентів в різні зони. Як показано вище, декікомпозиції і порошкоподібного індикатора і, таким лька індикаторів може являти собою декілька комчином, являє собою не роздільне покриття, що бінацій різних типів індикаторів. Зворотний потік з 13 92718 14 однієї або декількох зон може бути проаналізоваролю над процесом, який можливий в лабораторний, наприклад, шляхом відбору щонайменше чаних умовах з використанням високо прецизійного стини зворотного потоку, і розклинювальні агенти обладнання, контрольні порції розклинювального (і зони), пов'язані зі зворотним потоком, ідентифіагента за наведеним вище Прикладом 1, що не кують шляхом виявлення індикатора(ів), що місмістять добавок будь-якого індикатора, виготовтиться(яться) в них. ляють разом з порціями, в які доданий індикатор, з Наступні приклади описують переважні варіатим, щоб можна було провести безпосереднє понти здійснення даного винаходу. Інші варіанти рівняння властивостей розклинювального агента. здійснення даного винаходу, відповідні до об'єму Одну порцію вихідної речовини на основі бокнаведеної формули винаходу, стануть зрозумілі ситу подрібнюють в лабораторії без добавок якихфахівцям після розгляду опису і наведених тут небудь індикаторів. Додаткові порції змішують з практичних прикладів здійснення винаходу. Пеіндикатором, а потім мелють в лабораторних уморедбачається, що опис разом з прикладами потрівах і отримують гомогенну суміш. З кожної порції бно розглядати лише як пояснення, а об'єм і суть готують гранули і сплавляють їх в лабораторній даного винаходу визначаються формулою винавипалювальній печі. Кожну партію спечених гранул ходу, яка наведена після прикладів. Наведені в сортують з використанням наступного набору сит: прикладах проценти дані в масових процентах. Приклад 1 Одиниці меш США Утримуваний % Проводять випробування для визначення, чи +6 0 здатні низькі рівні індикаторів, що додаються до -16 +20 3,6 розклинювального агента на основі бокситів, при-20 +25 34,7 вести до зміни кінцевих фізичних властивостей, -25 +30 47,0 необхідних для високоміцного розклинювального -30 +35 14,0 агента. Проводять лабораторне вивчення двох -35 +40 0,7 типів маркерів (оксид лантану і оксид церію). У -40 +50 0 лабораторії готують порції розклинювального аге-50 0 нта, що не містить мітку, в які додають або не додають маркер. Проведені потім дослідження об'ємної густини, уявної питомої ваги, руйнівності при тиску 15 тисяч фунтів на квадратний дюйм (103,5 МПа) і питомої провідності отриманих зразків показують відсутність деградації фізичних властивостей для порцій, що містять кожний з двох маркерів, що порівнюються, в порівнянні з порцією, що не містить добавку маркера. Приклад 2 Оскільки отриманий в лабораторних умовах розклинювальний агент може володіти поліпшеними властивостями завдяки підвищеному конт 3,64 1,99 3,65 Індикатор А 0,03% 3,65 2,02 3,67 Індикатор А 0,03% 3,64 2,02 3,68 Індикатор В 0,03% 3,65 1,99 3,67 2,4 2,9 2,2 3,0 Контрольна партія Питома вага Об'ємна густина (г/куб.см) A.S.G. Руйнівність@ 15 тис.фунтів на кв.дюйм (103 МПа) (%) Дослідження густини, міцності і питомої провідності проводять для кожної порції відповідно до методики АРІ. Питому вагу вимірюють за допомогою гелієвого пікнометра фірми Micromeritics. У наступній таблиці наведені значення густини і опору руйнуванню для розклинювального агента з індикатором А (оксид лантану) для двох різних випробувань з рівнем концентрації 0,03% і для розклинювального агента з індикатором В (оксид церію) з рівнем концентрації 0,03%. Питома провідність для всіх чотирьох порцій розклинювального агента подана на Фіг. Густина і значення опору руйнуванню, а також значення питомої провідності лежать в межах помилки експерименту для кожного тесту і в результаті показують, що не спостерігається деградація властивостей розклинювального агента в тому випадку, коли або індикатор А, або індикатор В доданий в концентрації 0,03%. Приклад 3 Зразки направляють в дві сторонні лабораторії для проведення аналізів методом рентгенівської флуоресценції (МРФ) і індуктивно зв'язаної плазми (ІЗП). У кожну лабораторію направляють надмірну кількість зразків, при цьому всі зразки ідентифікують лише за допомогою загального послідовного ідентифікаційного номера (для МРФ 001...015 і для ІЗП 001...010). Методами МРФ і ІЗП на контрольних порціях вимірюють фонові концентрації (в % мас.) індикаторів А і В, як описано вище в Прикладі 2. Аналізи МРФ і ІЗП порцій з індикаторами А і В дозволяють визначити загальну концентрацію (в % мас.) індикаторів А і В. Для порцій, що містять мітку, з індикаторами А і В, доданими на рівні 0,03% мас., за допомогою метода МРФ отримані наступні підсумкові дані за хімічним складом: Фонова концентрація індикатора А в зразках шести контрольних порцій: 0,00%±0,01 Загальна виміряна концентрація індикатора А в зразках п'яти порцій, що містять мітку: 0,02%±0,01 Фонова концентрація індикатора В в зразках шести контрольних порцій: 0,01%±0,01 15 92718 16 Загальна виміряна концентрація індикатора В рідкісноземельного елемента або з іншою керамів зразках трьох порцій, що містять мітку: чною добавкою, яка не входить до складу бокситу 0,04%±0,01 в помітних кількостях, протягом десяти хвилин на Для порцій, що містять мітку, з індикаторами А змішувачі Lab Eirich. Отримані суміші потім меі В, доданими на рівні 0,03% мас., за допомогою лють на струминному вихровому млині для того, метода ІЗП отримані наступні підсумкові дані за щоб зменшити частинки до розміру порошку і рехімічним складом: тельно перемісити компоненти. З порошків готуФонова концентрація індикатора А в зразках ють неспечені гранули і просівають їх через сита в чотирьох контрольних порцій: 0,003 %±0,001 діапазоні від -16 до +40. Два зразки, отримані з Загальна виміряна концентрація індикатора А кожної суміші, відправляють в лабораторію для в зразках чотирьох порцій, що містять мітку: аналізу за допомогою метода індуктивно зв'язаної 0,032%±0,001 плазми. Для інших неспечених гранул по три лоФонова концентрація індикатора В в зразках дочки кожної з сумішей просівають через сита в чотирьох контрольних порцій: 0,030%±0,010 діапазоні від -16 до +40, нагрівають до пікової теЗагальна виміряна концентрація індикатора В мператури (близько 1500°С) з швидкістю в зразках двох порцій, що містять мітку: 960°С/год і витримують за цією температурою 0,051%±0,001 протягом приблизно тридцяти хвилин. Як аналіз за допомогою метода МРФ, так і ІЗП аналіз показує, що присутність маркувальаналіз за допомогою метода ІЗП дозволяє виявити ної речовини може бути виявлена для концентраприсутність індикаторів щонайменше на рівні ції, що перевищує концентрацію, яка властива 0,01%. даному зразку (тобто фоновому рівню маркувальВсі наведені в даному описі посилання, вклюної речовини в розклинювальному агенті, що не чаючи, без обмеження, всі журнальні статті, брооброблявся, який представлений контрольним шури, підручники, періодичні видання, оригінали зразком). У наведеній нижче таблиці перше число текстів, рукописи, публікації на сайтах в Інтернеті і в стовпці, який має назву "Фоновий рівень комповсі будь-які інші публікації додані до даного опису зиції маркувальної речовини", являє собою концеза допомогою посилання. Обговорення посилань в нтрацію (в % мас.) маркувальної речовини, яка даному описі наведене лише для того, щоб підсувиміряна для контрольних зразків, що не були обмовувати домагання інших авторів, і не треба ророблені в формі необпалених гранул, а друге чисзуміти, що будь-яке посилання складає рівень техло приведене для зразків в формі дуже дрібного ніки. Автори даного винаходу залишають за собою порошку. Перше число в стовпці, який має назву право змінити точність і доцільність наведених "Виміряний рівень маркувальної речовини", являє посилань. собою концентрацію (в % мас.) маркувальної комУ зв'язку з вищевикладеним, стає очевидним, позиції, яка виміряна в зразках розклинювального що винахід надає декілька переваг, а, крім того, агента, в який додана маркувальна речовина, в можуть бути отримані і інші корисні результати. формі необпалених гранул, а друге число наведеМожуть бути внесені різні зміни в наведені не для зразків в формі дуже дрібного порошку. вище способи і композиції, які входять до об'єму Стовпець, який має назву "Різниця", являє собою даного винаходу, і необхідно врахувати, що всі різницю між середньою концентрацією маркувальпитання, що обговорюються в наведеному вище ної речовини, яка виміряна для композиції маркуописі і супроводжуючих його малюнках потрібно вальної речовини, і середньою фоновою концентінтерпретувати лише як ілюстративні і такі, що не рацією композиції маркувальної речовини, яка обмежують даний винахід. виміряна для контрольних зразків. В кожний розкПриклад 4 линювальний агент, який містить мітку, додають Кожний з декількох подрібнених зразків бокси0,1% маркуючих речовини, за винятком ZrSiO4, у ту Comalco Bauxite або не змішують (контрольний разі застосування якого додають 0,25%. зразок), або змішують з добавкою конкретного Маркувальна речовина ZrSiO4 ZnO SrO(CO2) Nd2O5 Рг6О11 MnO CuO Cr2O3 NiO V2O5 Co3O4 Sb2O3 Фоновий рівень композиції маркувальної речовини 0,18, 0,20 0,001, 0,001 0,002, 0,002 0,002, 0,002 0,002, 0,002 0,015, 0,018 0,002, 0,001 0,002, 0,042 0,001, 0,001 0,014, 0,009 0,004, 0,003 0,002, 0,002 Аналогічні тести проводять для інших зразків шляхом зіставлення % доданого La2O3 з результа Виміряний рівень маркувальної речовини 0,36, 0,36 0,092, 0,091 0,10, 0,11 0,12, 0,11 0,10, 0,099 0,10, 0,097 0,10, 0,098 0,15, 0,15 0,95, 0,10 0,12, 0,13 0,13, 0,14 0,086, 0,092 Різниця 0,15 0,085 0,10 0,11 0,98 0,083 0,097 0,12 0,096 0,12 0,13 0,087 17 92718 18 тами вимірювань % La2O3, в порівнянні з контроменше 0,005 0,018 льними зразками, в які La2O3 не додавали; резульменше 0,005 0,020 тати наведені нижче: менше 0,005 0,018 менше 0,005 0,024 менше 0,005 0,024 Виміряний % La2O3 Доданий СеО2: В контрольно- В розклинювальному % La2O3 Контрольний Додано 0,03% Додано 0,15% му зразку агенті, що містить мітку зразок СеО2 СеО2 0,15 0,004 0,11 0,008 0,010 0,13 0,15 0,004 0,12 0,008 0,039 0,12 0,03 менше 0,005 0,02 0,011 0,041 0,15 менше 0,005 0,018 0,03 0,017 Подальші тести проводять, використовуючи 0,15 0,018 метод ІЗП, і отримують наступні виміряні концент0,03 менше 0,005 0,02 рації La2O3 для випадку відсутності домішки і для 0,15 менше 0,005 0,018 випадку додання 0,03% і 0,15% La2O3 і СеО2. 0,15 0,024 0,15 0,024 La2O3: 0,15 0,11 Контрольний Додано 0,03% Додано 0,15% 0,15 0,10 зразок La2O3 La2O3 0,003 0,032 0,14 Тести повторюють для СеО2 і одержують на0,003 0,032 0,14 ступні результати: 0,003 0,032 0,003 0,032 0,003 0,027 Виміряний % СеО2 Доданий 0,003 0,030 В контрольно- В розклинювальному % СеО2 СеО2: му зразку агенті, що містить мітку Контрольний Додано 0,03% Додано 0,15% 0,03 0,010 0,041 зразок СеО2 СеО2 0,03 0,019 0,039 0,028 0,051 0,16 0,03 0,041 0,030 0,050 0,16 0,15 0,13 0,03 0,12 Подальші тести проводять, використовуючи метод рентгенівської флуоресценції (МРФ), і одержують наступні виміряні концентрації La2O3 для випадку відсутності домішки і для випадку додання 0,03% і 0,15% La2O3 і СеО2. La2O3: La2O3: Контрольний зразок менше 0,005 менше 0,005 менше 0,005 Додано 0,03% La2O3 0,020 0,018 0,017 Додано 0,15% La2O3 0,11 0,10 Отримані гранули аналізують також, вимірюючи об'ємну густину за тестом, приведеному в стандарті Американського національного інституту стандартів, уявна питома вага за тестом, приведеному в стандарті Американського нафтового інституту, питома вага за методом гелієвого пікнометра і опір руйнуванню при тиску 15 тис. фунтів на квадратний дюйм (103 МПа) за тестом, приведеним в стандарті Американського нафтового інституту. Отримують наступні результати, де виміряну кількість маркувальної речовини визначають методом ІЗП: 19 92718 20 21 92718 22 23 Приклад 5 Спосіб за Прикладом 4 повторюють, але замість гранул на основі бокситу використовують 92718 24 гранули на основі каоліну. Отримані наступні результати: 25 92718 26 В описі до патенту на винахід графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601