Замедленно набухающие в воде материалы и способы их использования

013619 Уровень техники В подземных пластах нефтяных и газовых скважин пласт может иметь недостаточные барьеры от напряжений, чтобы удерживать гидравлические разрывы, произведенные в продуктивной зоне. Это может привести к неэффективному гидравлическому разрыву пласта, причем большая часть обработки потенциально возбуждает бедную породу. Рост вертикального разрыва из частей пласта, несущих углеводороды либо вверх, либо вниз, может быть результатом гидравлического разрыва в таких пластах, которые имеют небольшой контраст напряжений между слоями пласта или не имеют его. Конкретной проблемой, с которой встречаются в пластах, где имеются недостаточные барьеры от напряжений, является гидравлический разрыв пласта или возбуждение водных или нежелательных газовых продуктивных зон. Удержание этих нежелательных разрывов осуществлялось в прошлом посредством помещения искусственного барьера вдоль границ разрыва, чтобы предотвратить дальнейший рост разрыва в продуктивной зоне. Известные способы удержания роста разрыва включают помещение расклинивающих агентов и жидкостей с различными плотностями в разрыв, чтобы ограничить нежелательный рост разрыва. Основной недостаток таких технологий представляет собой трудность обеспечения надлежащего размещения барьера, так что способы по известному уровню техники являются ненадежными. В операциях бурения нежелательные разрывы могут образовываться в областях, примыкающих к стволу скважины, что приводит в результате к потере циркуляции бурового раствора. В конечном счете в высокопроницаемых пластах жидкость теряется из бурового раствора внутрь разрыва, так что буровой раствор, следовательно, становится обезвоженным и блокирует разрыв, так что здесь нет передачи давления на конец разрыва и дальнейшее распространение разрыва предотвращается. В сланце или пластах низкой проницаемости, однако, где имеется небольшая потеря жидкости в пласт или она отсутствует,разрыв имеет тенденцию продолжать распространяться, особенно когда используются буровые растворы под высоким давлением или высокой плотности. Поэтому имеется потребность обеспечить усовершенствования составов и способов, используемых для удержания таких разрывов. Сущность изобретения Один вариант осуществления изобретения представляет собой состав, поглощающий воду, содержащий частицу, имеющую сердцевину из набухающего в воде материала и покрытие, по существу, окружающее сердцевину, что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом; покрытие образовано по меньшей мере из одного из (1) слоя или слоев разлагаемого в воде материала и(2) не разлагаемого в воде, не поглощающего воду слоя или слоев заключающего в капсулу материала. В различных версиях этого варианта осуществления набухающий в воде материал является по меньшей мере одним из глины и суперпоглощающего материала; глина выбирается из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой, перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний, и суперпоглощающий материал выбирается из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта, уретана и сочетаний этих материалов; разлагаемый в воде материал представляет собой твердый предшественник полимерной кислоты, например покрытие из полиакриловой кислоты; сердцевина дополнительно содержит утяжелитель, например, выбранный из силикатов, алюмосиликатов, барита, гематита, ильменита, тетраоксида марганца, манганозита, железа, свинца, алюминия и их сочетаний; сердцевина включает внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента с наружным слоем поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента; набухающий в воде материал представляет собой суперпоглощающий материал, поверхность которого была сшита, чтобы замедлить дальнейшее набухание; и набухающий в воде материал способен поглощать, по меньшей мере, вес воды, равный весу набухающего в воде материала. Другой вариант осуществления изобретения представляет собой способ обработки пласта, через который проходит ствол скважины, включающий стадии обеспечение количества частиц, содержащих замедленно набухающие в воде частицы, образованные, по меньшей мере частично, из набухающего в воде материала, и не набухающие в воде частицы различных распределений по размерам; образование суспензии из частиц с жидкостью-носителем и введение суспензии из частиц в ствол скважины пласта. В различных аспектах этого варианта осуществления не набухающие в воде частицы имеют размер от примерно 0,035 до примерно 2,35 мм; не набухающие в воде частицы используются по меньшей мере двух различных распределений по размерам, в которых средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц; не набухающие в воде частицы включают крупные частицы, имеющие размер от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм, и по меньшей мере одну из мелких частиц, имеющую размер менее чем примерно 0,1 мм, и средние частицы, имеющие размер от примерно 0,1 до менее чем примерно 0,2 мм; набухающий в воде материал представляет собой суперпоглощающий материал, поверхность которого была сшита, чтобы замедлить набухание;-1 013619 частицы имеют плотность, которая является по меньшей мере одной из той же самой, большей или меньшей, чем плотность жидкости-носителя; набухающий в воде материал представляет собой по меньшей мере одно из глины и суперпоглощающего материала; глина выбирается из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой, перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний и суперпоглощающий материал выбирается из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта, уретана и сочетаний этих материалов; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала с покрытием из разлагаемого в воде материала; разлагаемый в воде материал представляет собой твердый предшественник полимерной кислоты,например полимер молочной кислоты; замедленно набухающие в воде частицы содержат утяжелитель, например, выбранный из силикатов, алюмосиликатов, барита, гематита, ильменита, тетраоксида марганца, манганозита, железа, свинца,алюминия и их сочетаний; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента со слоем замедленно поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента; замедленно набухающие в воде частицы образованы из суперпоглощающих полимерных частиц,которые сшиты на поверхности, чтобы замедлить проникновение воды; и суперпоглощающие полимерные частицы дополнительно покрыты по меньшей мере одним из (1) слоя или слоев разлагаемого в воде материала и (2) слоя или слоев не разлагаемого в воде, не поглощающего воду заключающего в капсулу материала; суспензия вводится в ствол скважины в течение или после введения жидкости разрыва без расклинивающих агентов для обработки гидравлических разрывов пласта; жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая является по меньшей мере одной из большей или меньшей, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов, суспензия содержит материалы, которые обеспечивают плавучесть суспензии в жидкости разрыва без расклинивающих агентов; обеспечивающие плавучесть материалы включают по меньшей мере одно из полимерных частиц, полых шариков, керамических материалов, пористых частиц, волокон и пенообразователей; жидкость-носитель представляет собой жидкость разрыва без расклинивающих агентов; жидкость-носитель является несмешивающейся с жидкостью разрыва без расклинивающих агентов; жидкость-носитель является смешивающейся с жидкостью разрыва без расклинивающих агентов и жидкость-носитель представляет собой по меньшей мере одно из бурового раствора или заканчивающего рассола. Еще один вариант осуществления изобретения представляет собой способ обработки пласта, через который проходит ствол скважины, включающий стадии обеспечение количества частиц, содержащих замедленно набухающие в воде частицы, образованные, по меньшей мере частично, из набухающего в воде материала; образование суспензии из частиц с жидкостью-носителем и введение суспензии в ствол скважины в течение или после введения жидкости разрыва без расклинивающих агентов для обработки гидравлического разрыва пласта, в котором жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая является по меньшей мере одной из большей или меньшей, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов. В различных версиях этого варианта осуществления суспензия содержит материалы, которые обеспечивают плавучесть суспензии в жидкости разрыва без расклинивающих агентов; обеспечивающие плавучесть материалы включают по меньшей мере одно из полимерных частиц,полых шариков, керамических материалов, пористых частиц, волокон и пенообразователей; жидкостьноситель представляет собой жидкость разрыва без расклинивающих агентов; частицы включают не набухающие в воде частицы; не набухающие в воде частицы используются по меньшей мере двух различных распределений по размерам, в которых средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц; не набухающие в воде частицы включают крупные частицы, имеющие размер от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм, и по меньшей мере одну из мелких частиц, имеющую размер менее чем примерно 0,1 мм, и средние частицы, имеющие размер от примерно 0,1 до менее чем примерно 0,2 мм; набухающий в воде материал представляет собой по меньшей мере одно из глины и суперпоглощающего материала; глина выбирается из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой, перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний и суперпоглощающий материал выбирается из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта, уретана и сочетаний этих материалов; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала, с покрытием из разлагаемого в воде материала;-2 013619 разлагаемый в воде материал представляет собой твердый предшественник полимерной кислоты,например полимолочной кислоты; замедленно набухающие в воде частицы содержат утяжелитель; утяжелитель выбирается из силикатов, алюмосиликатов, барита, гематита, ильменита, тетраоксида марганца, манганозита, железа, свинца, алюминия и их сочетаний; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента со слоем замедленно поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента; замедленно набухающие в воде частицы образованы из суперпоглощающих полимерных частиц,которые сшиты на поверхности, чтобы понизить проникновение воды; и суперпоглощающие полимерные частицы дополнительно покрыты по меньшей мере одним из (1) слоя или слоев разлагаемого в воде материала и (2) слоя или слоев не разлагаемого в воде, не поглощающего воду заключающего в капсулу материала; жидкость-носитель является несмешивающейся с жидкостью PAD; жидкость-носитель является смешивающейся с жидкостью PAD. Дополнительный вариант осуществления изобретения представляет собой способ обработки пласта,через который проходит ствол скважины, включающий стадии обеспечение количества замедленно набухающих в воде частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала, в котором сердцевина имеет покрытие, по существу, окружающее сердцевину,что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из одного из (1) слоя или слоев разлагаемого в воде материала и (2) слоя или слоев не разлагаемого в воде, не поглощающего воду заключающего в капсулу материала; образование суспензии из частиц с жидкостью-носителем и введение суспензии из частиц в ствол скважины пласта. В различных версиях этого варианта осуществления не набухающие в воде частицы предусмотрены с замедленно набухающими в воде частицами; суспензия из частиц размещается внутри разрыва пласта; набухающий в воде материал может поглощать, по меньшей мере, вес воды, равный весу набухающего в воде материала; не набухающие в воде частицы имеют размер от примерно 0,035 до примерно 2,35 мм; не набухающие в воде частицы используются по меньшей мере двух различных распределений по размерам, в которых средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц; не набухающие в воде частицы включают крупные частицы, имеющие размер от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм, и по меньшей мере одну из мелких частиц, имеющую размер менее чем примерно 0,1 мм, и средние частицы, имеющие размер от примерно 0,1 до менее чем примерно 0,2 мм; набухающий в воде материал представляет собой суперпоглощающий материал, поверхность которого была сшита, чтобы дополнительно замедлить набухание; частицы имеют плотность, которая является по меньшей мере одной из большей или меньшей, чем плотность жидкости-носителя; набухающий в воде материал представляет собой по меньшей мере один из глины и суперпоглощающего материала; глина выбирается из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой, перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний и суперпоглощающий материал выбирается из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта, уретана и сочетаний этих материалов; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала с покрытием из разлагаемого в воде материала; разлагаемый в воде материал представляет собой твердый предшественник полимерной кислоты,например полимолочной кислоты; замедленно набухающие в воде частицы содержат утяжелитель; утяжелитель выбирается из силикатов, алюмосиликатов, барита, гематита, ильменита, тетраоксида марганца, манганозита, железа, свинца, алюминия и их сочетаний; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента со слоем замедленно поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента; замедленно набухающие в воде частицы образованы из суперпоглощающих полимерных частиц,которые сшиты на поверхности, чтобы уменьшить проникновение воды; суспензия вводится в ствол скважины в течение или после введения жидкости PAD для обработки гидравлического разрыва пласта; жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая является по меньшей мере одной из большей или меньшей, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов, суспензия содержит-3 013619 материалы, которые обеспечивают плавучесть суспензии в жидкости PAD; обеспечивающие плавучесть материалы включают по меньшей мере один из полимерных частиц,полых шариков, керамических материалов, пористых частиц, волокон и пенообразователей; жидкость-носитель представляет собой жидкость разрыва без расклинивающих агентов; жидкость-носитель является несмешивающейся с жидкостью разрыва без расклинивающих агентов; жидкость-носитель является смешивающейся с жидкостью для разрыва без расклинивающих агентов; и жидкость-носитель представляет собой по меньшей мере одно из бурового раствора или заканчивающего рассола. Еще дополнительный вариант осуществления изобретения представляет собой способ обработки подземного пласта, непосредственно окружающего ствол, проходящий через пласт, чтобы уменьшить потерю жидкости циркуляции в течение операций бурения, включающий стадии обеспечение количества частиц, содержащих замедленно набухающие в воде частицы, образованные, по меньшей мере частично, из набухающего в воде материала; образование суспензии из частиц с жидкостью-носителем и введение суспензии в ствол скважины под давлением, достаточным для разрыва части пласта. В различных аспектах этого варианта осуществления жидкость-носитель представляет собой по меньшей мере одно из бурового раствора или заканчивающего рассола; замедленно набухающие в воде частицы представляют собой суперпоглощающие частицы в жидкости-носителе из одного из неводной жидкости, эмульсии и водного раствора соли металла, что замедляет поглощение воды, частицы также включают не набухающие в воде частицы, не набухающие в воде частицы используются по меньшей мере двух различных распределений по размерам, в которых средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц; не набухающие в воде частицы включают крупные частицы, имеющие размер от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм, и по меньшей мере одну из мелких частиц, имеющую размер менее чем примерно 0,1 мм, и средние частицы, имеющие размер от примерно 0,1 до менее чем примерно 0,2 мм; набухающий в воде материал представляет собой одно из глины и суперпоглощающего материала,глина выбирается из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой,перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний, и суперпоглощающий материал выбирается из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта,уретана и сочетаний этих материалов; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала с покрытием из разлагаемого в воде материала; разлагаемый в воде материал представляет собой твердый предшественник полимерной кислоты,например полимолочной кислоты; замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента со слоем замедленно поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента; замедленно набухающие в воде частицы образованы из суперпоглощающих полимерных частиц,которые сшиты на поверхности, чтобы уменьшить проникновение воды; способ дополнительно включает циркуляцию бурового раствора в стволе скважины в течение бурения после введения суспензии; способ дополнительно включает введение цемента в ствол скважины после введения суспензии и способ дополнительно включает введение дополнительной жидкости для обработки скважины в ствол скважины после введения суспензии. Еще один вариант осуществления изобретения представляет собой способ размещения материалов в пласте, через который проходит ствол скважины, включающий стадии обеспечение количества частиц; образование суспензии из частиц с жидкостью-носителем; введение суспензии из частиц в ствол скважины пласта и введение второй жидкости в ствол скважины пласта перед или после суспензии, в котором жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая является по меньшей мере одной из большей или меньшей, чем плотность второй жидкости. В вариациях этого варианта осуществления суспензия содержит материалы, которые обеспечивают плавучесть суспензии во второй жидкости; обеспечивающие плавучесть материалы включают по меньшей мере одно из полимерных частиц,полых шариков, керамических материалов, пористых частиц, волокон и пенообразователей; жидкость-носитель является несмешивающейся со второй жидкостью; жидкость-носитель является смешивающейся со второй жидкостью.-4 013619 Краткое описание чертежей Для более полного понимания настоящего изобретения теперь делается ссылка на следующее описание, выполненное в связи с прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 представляет собой график, показывающий проницаемости песка и смеси песка/замедленно действующего суперпоглотителя по времени; фиг. 2 представляет собой график проницаемости смеси песка/замедленно действующего суперпоглотителя по времени при постоянном расходе жидкости и фиг. 3 представляет собой график проницаемости смеси песка/замедленно действующего состава из бентонита по времени при постоянном расходе жидкости. Подробное описание Замедленно набухающие в воде материалы могут быть приготовлены из частиц, имеющих сердцевину, содержащую набухающий в воде материал, которая окружена покрытием, что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом. Набухающий в воде материал может иметь возможность поглощать, по меньшей мере, вес воды, равный весу набухающего в воде материала. В частности, набухающий в воде материал может иметь возможность поглощать по меньшей мере примерно от одного до 600 сотен раз веса воды от веса набухающего в воде материала, более конкретно от примерно 10 до примерно 400 раз веса воды от веса набухающего в воде материала и еще более конкретно от примерно 40 до примерно 200 раз веса воды от веса набухающего в воде материала. Следует понимать, что во всем описании, когда диапазон концентрации или количества описан как полезный или подходящий, или подобный, имеется в виду, что любые и каждые концентрация или количество в пределах диапазона, включая конечные точки, должны рассматриваться как установленные. Кроме того, каждая численная величина должна прочитываться однажды как изменяемая посредством термина "примерно" (если такое изменение уже не выражено) и затем должна прочитываться снова как не изменяемая, если иное не установлено в контексте. Например, "диапазон от 1 до 10" должен прочитываться как обозначающий каждое и все возможные числа в континууме между примерно 1 и примерно 10. Другими словами, когда выражен определенный диапазон, даже если только несколько точек данных точно идентифицированы или на них имеются ссылки в пределах диапазона или даже когда на никакие точки данных не имеется ссылок в пределах диапазона, необходимо понимать, что изобретатели оценивают и понимают, что любые и все точки данных в пределах диапазона должны рассматриваться как точно определенные, и что изобретатели владеют всем диапазоном и всеми точками данных в пределах диапазона. Конкретным использованием для набухающих в воде материалов являются суперпоглощающие материалы. Суперпоглощающие материалы образованы из полимеров, которые являются растворимыми в воде, но которые были внутренне сшиты в полимерную сетку до такой степени, что они больше не являются растворимыми в воде. Такие материалы имеют тенденцию набухать или поглощать воду. Примеры суперпоглощающих материалов описаны в патентах США 4548847; 4725628 и 6841229 и в опубликованных заявках на патент СШАUS2002/0039869A1 и US2006/0086501A1, каждые из которых включены сюда посредством ссылки полностью. Неограниченные примеры суперпоглощающих материалов включают сшитые полимеры и сополимеры акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов,винилового спирта, поглощающей воду целлюлозы, уретана и сочетаний этих материалов. Частицы суперпоглощающего материала могут иметь размер не набухающих частиц от примерно 50 мкм до примерно 1 мм или более. Другие набухающие в воде материалы, которые не являются суперпоглощающими материалами,как определено выше, могут быть также использованы. Они могут включать природные набухающие в воде материалы, как, например, набухающие в воде глины. Неограниченные примеры набухающих в воде глинистых материалов включают бентонитовую, монтмориллонитовую, смектитовую, нонтронитовую, бейделлитовую, перлитовую и вермикулитовую глины и их сочетания. Такие не поглощающие набухающие в воде материалы могут иметь размер не набухающих частиц от примерно 50 мкм до примерно 1 мм или более, но типично менее чем 2 мм. Набухающие в воде материалы могут быть использованы, чтобы образовать составную сердцевину,в которой набухающие в воде материалы сочетаются с другими материалами. Они могут включать утяжелители, чтобы регулировать плотность материала. Примеры утяжелителей могут включать, но не ограничиваются этим, силикаты, алюмосиликаты, барит, гематит, ильменит, тетраоксид марганца (как, например, поступающий в продажу как Micromax от Elkem, Oslo, Norway), манганозит, железо, свинец,алюминий и другие металлы. Бентонит особенно полезен как набухающий в воде материал, когда он используется в сочетании с этими утяжелителями. Утяжелители могут быть использованы в количестве от 0 до примерно 70 вес.% составной частицы. В определенных применениях связующие могут быть использованы с утяжелителями. Примеры связующих материалов включают термопластичные материалы,как, например, полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат, поликарбонат, поливинилхлорид и т.д. Связующие материалы могут также включать термореактивные материалы, как, например, фенолформальдегид, полиэфир, эпоксидную, карбамидную и другие смолы. Парафины могут также быть использованы как связующие материалы. Количество используемого связующего может быть как раз достаточ-5 013619 но, чтобы обеспечить покрытие, так что материалы совместно склеиваются. Другие материалы сердцевины могут включать расклинивающие агенты, в которых расклинивающий агент образует внутреннюю сердцевину, и набухающий в воде материал образует наружный слой,который окружает расклинивающий агент. Такие покрытые расклинивающие агенты имеют механическую прочность, а также возможность набухания. Примеры материалов расклинивающего агента включают керамику, стекло, песок, боксит, неорганические оксиды (например, оксид алюминия, оксид циркония, диоксид кремния, боксит) и т.д. Покрытый расклинивающий агент может быть приготовлен путем погружения расклинивающего агента в раствор или эмульсию суперпоглощающего материала и создания возможности испарения растворителя. Нагревание может быть использовано, чтобы испарить растворители. Типичные температуры сушки могут быть от примерно 110 до примерно 150 С. Растворители могут быть апротонными органическими растворителями, как, например, гексаны, гептаны и другие насыщенные и ненасыщенные углеводороды. Толщина покрытия может быть изменена посредством регулирования времени покрытия и/или концентрации растворенного суперпоглотителя. Вышеописанный способ покрытия расклинивающего агента может иметь конкретное применение в материалах расклинивающего агента меньшего размера, как, например, от примерно 0,3 до примерно 1 мм. Расклинивающие агенты больших размеров от 1 мм или более могут быть покрыты сухими суперпоглотителями. В этих обстоятельствах частицы расклинивающего агента могут погружаться в раствор связующего и смоченные частицы дробятся в измельченный (типично, менее чем 200 мкм) порошок суперпоглотителя, который прилипает к поверхности частицы расклинивающего агента. Частицы затем получают возможность высохнуть так, чтобы частицы расклинивающего агента были покрыты порошком суперпоглотителя. Для не суперпоглощающих набухающих в воде материалов покрытие набухающего в воде материала может быть нанесено в процессе покрытия в псевдоожиженном слое. Для того чтобы обеспечить замедленное набухание набухающих в воде материалов, сердцевина частицы набухающего в воде материала, включая составные сердцевины набухающих в воде частиц, как,например, те, которые включают утяжелители и/или материалы расклинивающего агента, могут быть снабжены покрытием или покрытиями, что временно предотвращает контакт набухающего в воде материала с водой или водными жидкостями при воздействии на них. Покрытие может быть образовано из разлагаемого в воде материала, который в конечном счете разлагается в присутствии воды. Как использовано здесь, выражение "разлагаемый в воде" или подобное выражение обозначает характеристики разложения материала, как, например, посредством растворения, гидролиза, деполимеризации, разрушения химических связей и т.п., после воздействия воды в выбранных условиях, так что материал не действует как барьер. Инкапсулирующий слой также может быть использован. Как использовано здесь, термин "инкапсулирующий" при использовании для описания материалов покрытия или слоев обозначает, что они должны отличаться от покрытий из разлагаемых в воде материалов тем, что инкапсулирующий материал является не разлагаемым в воде или может иметь только ограниченное разложение в воде, так что инкапсулирующее покрытие должно быть механически разрушено или удалено, или может разлагаться первоначально в масле (безводном), чтобы дать возможность контакта набухающего в воде материала с водой. Как использовано здесь, инкапсулирующий материал не включает материалы оксидов минерала (например, кремнезем, алюминий) или смолы или другие материалы, которые разлагаются прежде всего в ответ на температурные условия в забое скважины. Конкретным использованием разлагаемых в воде материалов являются твердые предшественники полимерных кислот. Они представляют собой твердые полимеры или олигомеры определенных органических кислот, которые гидролизуются или деполимеризуются при известных и регулируемых условиях температуры, времени и рН, чтобы образовать их мономерные органические кислоты. Как использовано здесь, эти материалы упоминаются как "твердые предшественники полимерных кислот". Эти материалы типично являются твердыми при комнатной температуре. Один пример подходящего твердого предшественника кислоты представляет собой твердый циклический димер молочной кислоты (известный как "лактид"), который имеет точку плавления от 95 до 125 С (в зависимости от оптической активности). Другой представляет собой полимер молочной кислоты (иногда называемый полимолочной кислотой (или "PLA"), или полилактатом, или полилактидом). Другой пример представляет собой полимер гликолевой кислоты (оксиуксусной кислоты), также известный как полигликолевая кислота ("PGA") или полигликолид. Другой пример представляет собой твердый циклический димер гликолевой кислоты (известный как "гликолид"), который имеет точку плавления примерно 86 С. Другие материалы, подходящие как твердые предшественники кислот, все представляют собой полимеры гликолевой кислоты со своими или другими оксикислотами, как, например, описанные в патентах США 4848467; 4957165 и 4986355, каждый из которых включен сюда посредством ссылки полностью.-6 013619 Многие из этих полимеров являются, по существу, линейными. Степень полимеризации линейного полимера молочной кислоты может изменяться от нескольких единиц (например, 2-10) (олигомеры) до нескольких тысяч (например, 2000-5000). Полимеры могут также включать некоторые циклические структуры, включающие циклические димеры. В общем степень полимеризации этих циклических структур меньше, чем степень полимеризации линейных полимеров. Эти твердые полимерные предшественники кислот могут быть гомополимерами, сополимерами и блоками сополимеров описанных выше материалов. Как использовано здесь, "гомополимер(ы)" может содержать менее чем примерно 0,1 вес.% других сомономеров. Как использовано со ссылкой на полимолочную кислоту, "гомополимер(ы)" обозначает включение полимеров чистой D-молочной кислоты, чистой L-молочной кислоты и/или смесей или сополимеров чистой D-молочной кислоты и чистойL-молочной кислоты. Как использовано здесь, "сополимер(ы)" может относиться как к сополимерам, так и к блоку сополимеров. Сочетания или смеси описанных выше гомополимеров и/или сополимеров могут также быть использованы. Другие примеры полиэфиров оксикарбоновых кислот, которые могут быть использованы как предшественники твердых полимерных кислот, представляют собой полимеры оксивалериановой кислоты(полиоксивалерат), оксимасляной кислоты (полиоксибутерат) и их сополимеры с другими оксикарбоновыми кислотами. Полиэфиры, получающиеся в результате полимеризации с раскрытием цикла лактонов,как, например, эпсилонкапролактон (полиэпсилонкапролактон) или сополимеров оксикислот и лактонов,могут быть также использованы. Полиэфиры, полученные посредством этерификации другой содержащей гидроксил кислоты, содержащие мономеры, как, например, оксиаминокислоты, могут быть также использованы как предшественники твердых полимерных кислот. Обычные аминокислоты представляют собой L-аминокислоты. Среди наиболее обычных аминокислот три, которые содержат гидроксильные группы, представляют собой L-серин, L-треонин и L-тирозин. Эти аминокислоты могут быть полимеризованы, чтобы произвести полиэфиры при соответствующей температуре и с использованием соответствующих катализаторов посредством реакции их спирта и их карбоновой кислотной группы. Общая структура для описанных выше гомополимеров представляет собой:H-0-[C(R1,R2)]x-[C(R3,R4)]y-C=0z-OH,(1) где R1, R2, R3, R4 представляют собой либо Н, линейную алкильную, как, например, СН 3, СН 2 СН 3(CH2)nCH3, разветвленную алкильную, арильную, алкиларильную, либо функциональную алкильную группу (несущую карбоновые кислотные группы, аминогруппы, гидроксильные группы, тиольные группы или другие); х представляет собой целое число между 1 и 11; у представляет собой целое число между 0 и 10 иz представляет собой целое число между 2 и 50000.Nature Works LLC, Minnetonka, MN, USA производит твердый циклический димер молочной кислоты, называемый "лактид", и из него производит полимеры молочной кислоты, или полилактаты, с изменяющимися молекулярными весами и степенями кристалличности, под общей торговой маркойNATUREWORKS PLA. Получаемые из Nature Works LLC типично имеют температуры плавления кристаллов от примерно 120 до примерно 170 С, но могут быть получены и другие. Поли(d,1-лактид) может быть получен от Bio-Invigor, Beijing and Taiwan со средними молекулярными весами вплоть до 500000. Продукты из полилактида, как, например, поли(1-лактид) или даже с более высокими средними молекулярными весами, также могут быть получены. Bio-Invigor также поставляет полигликолевую кислоту(также известную как полигликолид) и различные сополимеры молочной кислоты и гликолевой кислоты,часто называемые "полиглактин" или поли(лактид-со-гликолид). Степень кристалличности может регулироваться посредством способа изготовления гомополимеров и посредством способа изготовления и отношения и распределения лактида и гликолида для сополимеров. Дополнительно, хиральность используемой молочной кислоты также воздействует на кристалличность полимера. Полигликолид может быть изготовлен в пористой форме. Скорости реакций гидролиза всех этих материалов управляются посредством молекулярного веса,кристалличности (отношения кристаллического к аморфному материалу), физической формы (размер и форма твердого тела) и, в случае полилактида, количествами двух оптических изомеров. Некоторые из полимеров растворяются очень медленно в воде перед их гидролизом. Встречающийся в природеL-лактид образует частично кристаллические полимеры; синтетический D/L-лактид образует аморфные полимеры. Аморфные области более восприимчивы к гидролизу, чем кристаллические области. Более низкий молекулярный вес, меньшая кристалличность и большее отношение поверхности к массе - все приводит к более быстрому гидролизу. Гидролиз ускоряется посредством увеличения температуры, посредством добавления кислоты или основания или посредством добавления материала, который реагирует с продуктом(ами) гидролиза. Для того чтобы покрыть сердцевину частицы, содержащей набухающий в воде материал, твердый предшественник полимерной кислоты может быть физически растворен в органическом растворителе. Растворители, которые могут быть подходящими для физического растворения предшественников твер-7 013619 дых полимерных кислот, включают, но не ограничиваются этим, спирты, кетоны, сложные эфиры, простые эфиры и их сочетания. Примеры подходящих растворителей включают ацетон, этилацетат, бутилацетат, толуол, двухосновные сложные эфиры, легкие дистилляты нефти, этанол, изопропанол, ацетонитрил и их сочетания. Посредством погружения сердцевины частицы, содержащей набухающий в воде материал, в раствор растворенного твердого предшественника полимерной кислоты и создания возможности испарения растворителя может быть образовано покрытие из предшественника твердой полимерной кислоты, которое окружает сердцевину частицы. Толщина покрытия может быть изменена посредством регулирования концентрации вещества покрытия в растворе, в который производится погружение. Покрытие может также наноситься в псевдоожиженном слое, в котором толщина покрытия изменяется посредством регулирования времени воздействия и концентрации. Дополнительно, несколько слоев покрытия из предшественника твердой полимерной кислоты могут быть нанесены посредством этой технологии. Это может быть выполнено посредством обеспечения защитного слоя на предварительно нанесенном покрытии, чтобы предотвратить растворение покрытия в течение периодического погружения частицы в раствор предшественника твердой полимерной кислоты. Защитным материалом может быть масло, пластификатор или вязкий растворитель, который не растворяет материал покрытия или растворяет его очень медленно. Примеры таких материалов могут включать глицерин, этиленгликоль, органические масла, силиконы, сложные эфиры фталевой кислоты и их сочетания. Для того чтобы защищать предварительно нанесенное покрытие, достаточно обработать частицы защитным материалом между повторением погружения покрытия частицы, как было ранее описано. Это может быть выполнено любое число раз, чтобы обеспечить желательную толщину покрытия. Степень замедления набухания, обеспечиваемая посредством покрытия для частиц, может быть определена посредством выполнения простых испытаний с использованием воды или жидкостей при условиях, которые моделируют условия, которые предполагается встретить при конкретном нанесении или обработке, для которых частицы должны быть использованы. Замедленно набухающие в воде частицы могут быть изготовлены с достаточным покрытием или обработкой, чтобы обеспечить желательную степень замедления набухания, основанную на этих испытаниях. Набухающий в воде материал сердцевины может также быть инкапсулирован посредством не разлагаемого в воде, не поглощающего воду покрытия, которое может быть удалено механически или разрушено. Примеры подходящих инкапсулирующих материалов могут включать природные смолы (например, аравийскую камедь, гуммиарабик, смолу из плодов рожкового дерева); полисахариды, как, например, модифицированные крахмалы (например, простые эфиры и сложные эфиры крахмала и обработанные ферментом крахмалы) или соединения целлюлозы (например, гидроксиметилцеллюлоза или карбоксиметилцеллюлоза); полисахариды; белки, как, например, казеин, желатин, соевый белок и клейковина, и синтетические пленкообразующие вещества, как, например, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, карбоксилированный стирол, безводный поглощающий поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, поливинилиденхлорид и их смеси. Эти и другие подходящие инкапсулирующие материалы могут включать материалы, которые описаны в патентах США 3952741; 3983254; 4506734; 4658861; 4670166; 4713251; 4741401; 4770796; 4772477; 4933190; 4978537; 5110486; 5164099; 5373901; 5505740; 5716923; 5910322 и 5948735, каждый из которых включен сюда посредством ссылки. Полимеры на основе углерода могут также быть использованы как инкапсулирующий материал. Эти защитные материалы могут быть разрушены при смыкании разрыва или других механизмах, которые вызывают разрушение покрытия. В другом варианте осуществления замедлено набухающие в воде частицы могут быть образованы посредством ограничения подвижности полимерных цепей на поверхности суперпоглощающих частиц. Это выполняется посредством сшивания поверхности полимерных частиц агентом сшивания. Известные агенты сшивания включают соли или комплексы металлов, в особенности те, которые основаны на переходном металле. Дальнейшее сшивание полимерных цепей на поверхности гранулы суперпоглотителя может быть выполнено посредством нагревания с обратным холодильником суперпоглощающей частицы в растворе в спирте (как, например, изопропаноле) комплекса переходного металла; в частности, могут быть использованы комплексы циркония и титана. Обработка поверхности сшиванием замедляет проникновение воды внутрь набухающей в воде частицы. В определенных применениях замедленно набухающие в воде частицы могут быть обеспечены посредством способов, отличных от использования поверхностных покрытий или обработки. Они могут включать использование неводной жидкости-носителя или эмульсий, в которых набухающий в воде материал переносится в масляной фазе эмульсии масла и воды, которая может быть эмульсией масло в воде или вода в масле. Дополнительно, известно использование водных растворов солей металлов, как, например, галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов (например, хлорида натрия) с суперпоглощающими материалами, чтобы замедлить набухание суперпоглощающего материала. Могут использоваться сочетания вышеописанных способов для замедления набухания набухающего в воде материала. Например, суперпоглощающие материалы, которые подверглись сшиванию на поверхности, могут быть покрыты покрытием или покрытиями из разлагаемых в воде материалов или не-8 013619 разлагаемых в воде инкапсулирующих материалов, или того и другого. Набухающие в воде материалы могут быть покрыты покрытиями из разлагаемых в воде материалов и не разлагаемых в воде инкапсулирующих материалов. Эти материалы могут использоваться в неводных носителях или в масляной фазе эмульсии масла и воды. Вышеописанные замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы по отдельности или в сочетании с другими материалами для различных применений. Замедленно набухающие в воде частицы могут иметь различные формы и размеры, которые могут зависеть от конкретного применения,для которого они используются. Замедленно набухающие в воде частицы имеют конкретное применение в обработке подземных пластов, как, например, пластов нефтяных и газовых скважин. Замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы в сочетании с другими частицами. Они могут включать инертные, не набухающие в воде частицы, которые могут быть не вязкими частицами, как, например, керамика, стекло,песок, боксит, неорганические оксиды (например, оксид алюминия, оксид циркония, диоксид кремния,боксит) и т.д. В конкретных применениях замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы в сочетании с не набухающими в воде частицами различных распределений по размерам. Использование таких частиц различных распределений по размерам, чтобы понизить проницаемость пласта, описано в патенте США 7004255 на имя Boney под названием "Закупоривание разрыва", который включен сюда посредством ссылки полностью. Как описано в нем, частицы различных распределений по размерам используются в сочетании, чтобы заполнить разрыв. Хорошо известно, что область, заполненная упорядоченно расположенными шариками равного размера, будет иметь объем пустот примерно 36%. Более того, если включен второй набор шариков равного размера, который составляет примерно одну десятую от размера первого набора, меньшие шарики будут иметь тенденцию находиться в пустотах между большими шариками, и получающийся в результате объем пустот будет примерно 23%. Наконец, если включен третий набор шариков равного размера, который составляет примерно одну десятую от размера второго набора, конечный объем пустот будет примерно 15%. В настоящем изобретении не набухающие в воде частицы различных размеров могут иметь размер от примерно 0,035 до примерно 2,35 мм или более. Не набухающие в воде частицы могут иметь распределение по размерам частиц, в котором средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере примерно в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц. Не набухающие в воде частицы различных размеров могут включать "крупные" частицы, имеющие размер частиц от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм, "средние" частицы, имеющие размер от примерно 0,1 до менее чем примерно 0,2 мм, и "мелкие" частицы, имеющие размер менее чем примерно 0,1 мм. Если два размера используются вместо трех, они могут быть "крупными" и "средними", "средними" и "мелкими" или"крупными" и "мелкими". Хотя диапазоны определений "крупные", "средние" и "мелкие" были даны как граничащие, используемые фактические размеры могут не быть граничащими. Например, хотя крупные частицы могут быть от примерно 0,2 до примерно 2,35 мм и средние частицы могут быть от примерно 0,1 до примерно 0,2 мм в диаметре, фактические размеры, используемые при обработке, могут быть от примерно 1 до примерно 2 мм и от примерно 0,1 до примерно 0,2 мм соответственно. Дополнительно,различные распределения по размерам частиц в пределах каждого из крупного, среднего и мелкого размеров частиц могут также быть использованы. Смесь не набухающих в воде частиц от примерно 30 до примерно 95% от общего веса не набухающих в воде крупных частиц, от 0 до примерно 30% от общего веса не набухающих в воде средних частиц и от 0 до примерно 20% от общего веса не набухающих в воде мелких частиц может быть подходящей для многих применений. Это руководство является в общем точным для нормальной ситуации, в которой частицы не представляют собой правильные шарики, не являются равномерными по размерам и не являются превосходно уплотненными. Замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы в сочетании с не набухающими в воде частицами в количестве от примерно 0,5% до примерно 50% или более от общего веса частиц. Замедленно набухающие в воде частицы могут быть предварительно смешаны с не набухающими в воде частицами или могут быть добавлены отдельно. В определенных применениях, при использовании инкапсулирующих набухающих в воде материалов, размер не набухающих в воде частиц может быть тем же самым или в пределах того же самого диапазона, как и размер самых больших не набухающих в воде частиц. Это облегчает наиболее эффективное механическое высвобождение, поскольку меньшие набухающие в воде частицы могут иметь тенденцию уплотняться в промежуточном пространстве между большими не набухающими в воде частицами, так что инкапсулирующий слой никогда не разрушается. В других применениях, как, например, в применениях в бурении, где инкапсулирующий слой не используется, набухающие в воде частицы могут быть меньше, чем самые большие частицы не набухающих в воде материалов. При гидравлическом разрыве подземных пластов нефтяных или газовых скважин, замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы по отдельности или в сочетании с не набухающими в воде частицами, чтобы обрабатывать верхнюю и/или нижнюю границы разрыва, где недостаточные-9 013619 барьеры от напряжений могут приводить в результате к росту вертикального разрыва, или где разрыв растет в смежные зоны, несущие воду или нежелательные газы. Частицы не набухающего в воде расклинивающего агента и набухающие в воде частицы создают механические звуковые барьеры, которые имеют возможность изолировать верхнюю и нижнюю зоны от давления, создаваемого в разрыве в течение обработки, причем набухающие в воде материалы в конечном счете уплотняют поровые пространства между не набухающими в воде частицами, таким образом создавая непроницаемый искусственный барьер. Для того чтобы создавать искусственные барьеры, которые предотвращают рост разрыва в нежелательные области, частицы могут быть добавлены к жидкости разрыва и закачаны в разрыв в течение обработки гидравлического разрыва пласта. Смесь может быть закачана в начале обработки в жидкости для разрыва без расклинивающих агентов или непосредственно после жидкости разрыва без расклинивающих агентов и перед основными стадиями расклинивания. Частицы добавляются в жидкость-носитель, чтобы образовать суспензию. Частицы могут иметь плотность, которая является той же самой, большей или меньшей, чем плотность жидкости-носителя. Поскольку используются замедленно набухающие в воде частицы, водные жидкости или жидкости на водной основе могут использоваться как жидкость-носитель. Жидкость-носитель может быть любой жидкостью, имеющей свойства, которые дают возможность материалам в виде частиц транспортироваться в ней. Она может быть той же самой жидкостью, которая используется как жидкость разрыва без расклинивающих агентов. Примеры подходящих жидкостей-носителей могут включать воду, масло, загущенную воду (как, например, гуар на водной основе, модифицированный гуаровый гель, сшитый боратом или металлорганическими соединениями, или вода, загущенная вязкоупругим поверхностноактивным веществом, которое образует мицеллы), загущенное масло, эмульсии, активизированные текучие среды (например, с газообразным азотом или СО 2) и маслянистую воду (воду, содержащую небольшое количество полимерного или вязкоупругого поверхностно-активного вещества, которое служит главным образом как понизитель трения, скорее, чем как загуститель). В определенных применениях, как, например, в применениях для бурения, другие материалы могут присутствовать в жидкости-носителе. Они могут включать такие материалы, как ксантановая смола, велановая смола, склероглюкан и т.д., как загустители, а также бентонит в водных растворах. Если используется неводная жидкость-носитель, загустители могут включать органофильные глины и сложные эфиры фосфорной кислоты. В зависимости от желательной области размещения частиц свойства частиц и жидкости-носителя могут быть изменяемыми. Жидкость-носитель может быть смешивающейся или несмешивающейся с жидкостью PAD или другими обрабатывающими жидкостями, с которыми она используется. Жидкостьноситель может иметь ту же самую или по существу ту же самую плотность, что и жидкость для разрыва без расклинивающих агентов или другая обрабатывающая жидкость. Плотность жидкости-носителя может также быть отрегулирована так, чтобы ее плотность была больше или меньше, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов или другой обрабатывающей жидкости. Таким образом, частицы могут быть помещены вдоль верхней и нижней границ разрыва. Жидкости-носители с более высокими плотностями, чем жидкость PAD, будут иметь тенденцию проникать или оседать вместе с переносимыми твердыми частицами через жидкость для разрыва без расклинивающих агентов в связи с конвекционным потоком жидкости под действием силы тяжести, так что суспензия помещается на дно разрыва. Свойства жидкости-носителя могут быть изменены посредством использования гелеобразователей, регуляторов рН или добавления разрушителей, чтобы обеспечить желательные характеристики. Например,для некоторых сшивателей, более низкий рН облегчает проникновение жидкости-носителя через PAD. Плотность может также быть отрегулирована посредством утяжелителей, как было обсуждено ранее. Аналогично жидкости-носители с более низкими плотностями, чем жидкость разрыва без расклинивающих агентов, могут быть использованы. Жидкости с более низкими плотностями могут включать легкие фракции нефти. Жидкости-носители с более низкими плотностями могут также быть обеспечены посредством включения легких материалов или частиц в жидкость-носитель. Они могут включать такие вещества, как легкие керамические материалы, полые шарики, пористые частицы, волокна и/или пенообразователи, полимерные частицы (например, полипропиленовые частицы, которые имеются в продаже, с плотностями менее чем 1 г/см 3) и т.д. В связи с разностью в плотностях жидкость-носитель, содержащая замедленно набухающие в воде частицы, с не набухающими в воде частицами расклинивающего агента или без них, будет плавучей в жидкости разрыва без расклинивающих агентов и будет подниматься в верхнюю часть разрыва. Если необходимо, чтобы жидкость-носитель имела более низкую вязкость, чем достаточно для надежного помещения замедленно набухающей в воде смеси, могут быть добавлены волокна. Они могут быть образованы из основанных на углероде или кремнии полимеров. Волокна облегчают суспендирование частиц в жидкости-носителе и имеют незначительное влияние на проницаемость уплотненного расклинивающего агента после того, как разрыв закрывается. Концентрация и свойства волокон могут быть приспособлены для того, чтобы помочь как суспендированию частиц, так и образованию менее проницаемого барьера вдоль нижней и/или верхней границы разрыва.- 10013619 Замедленно набухающие в воде частицы с не набухающими в воде частицами или без них с теми же самыми или другими распределениями по размерам, как было описано, могут быть помещены вдоль верхней и нижней границ разрыва. Такая смесь закачивается в течение или сразу после обработки жидкостью разрыва без расклинивающих агентов. Смесь жидкости-носители/частицы может быть закачана на отдельных ступенях, причем смесь жидкости-носителя с более высокой плотностью закачивается до или после смеси с более низкой плотностью. Замедленно набухающие в воде частицы, включая те составные частицы, которые содержат утяжелители и т.п., могут быть помещены посредством радиального потока, который создается в разрыве ранее при обработке и переносит замедленно набухающие в воде частицы и другие частицы смеси в направлениях как вверх, так и вниз. Частицы образуют мостики в нижнем и верхнем концах разрыва. Расклинивающие агенты или не набухающие в воде частицы обеспечивают плотные механически устойчивые барьеры. На этом месте водная жидкость-носитель или вода из водных продуктивных зон в конечном счете заставляет набухающий в воде материал частиц набухать,обеспечивая дальнейшее понижение проницаемости и создавая дополнительные изоляционные свойства. Поскольку набухание набухающих в воде частиц замедляется, избегают предварительного набухания,таким образом облегчая размещение смеси частиц в концах пласта. После обработки пласта искусственным наполнителем для борьбы с поглощением бурового раствора, образованным посредством замедленно набухающих в воде частиц и/или смесей, дополнительно жидкость разрыва без расклинивающих агентов может быть закачана, чтобы обеспечить дополнительный гидравлический разрыв пласта наполнителем для борьбы с поглощением бурового раствора, предотвращающим гидравлический разрыв пласта в непродуктивных зонах. Альтернативно, обработка может продолжаться посредством загрузки расклинивающего агента обычным способом. Использование частиц замедленно набухающих в воде материалов и смесей не требует никаких изменений в основной обработке разрыва, и работа по гидравлическому разрыву пласта может проводиться обычным способом. В другом применении замедленно набухающие в воде частицы с не набухающими в воде частицами или без них, с теми же самыми или другими распределениями по размерам, могут быть использованы в операциях бурения с буровым раствором в заканчивающих рассолах или в областях обработки пласта,непосредственно окружающих ствол скважины. Как было обсуждено предварительно, в высокопроницаемых пластах, как, например, песчанике, потери жидкости в разрывах, образованных в течение операций бурения, которые являются типично намного более узкими, чем те, которые образованы при гидравлическом разрыве пласта, заставляют буровой раствор внутри разрыва в конечном счете обезвоживаться,так что разрыв блокируется посредством частиц бурового раствора и добавок, и здесь нет передачи давления на конец разрыва, и поэтому нет дополнительного роста разрыва. В сланце и других малопроницаемых пластах, потеря жидкости из бурового раствора ограничена, или она отсутствует, так что разрыв имеет тенденцию распространяться. Посредством использования замедленно набухающих в воде материалов в течение операций бурения в сланце или других малопроницаемых пластах тот же самый эффект может быть достигнут. Замедленно набухающие в воде частицы могут быть использованы в сочетании с расклинивающим агентом тех же самых или других размеров, как было обсуждено. Частицы расклинивающего агента, используемые в операциях бурения, могут включать карбонат кальция или частицы песка тех же самых или других распределений по размерам. Другие материалы в форме частиц, как, например, углеродные и графитовые материалы, могут быть использованы. Они могут включать такие имеющиеся в продаже материалы, какG-SEAL и G-SEAL-PLUS от M-1 Swaco, Houston, Texas, USA, и углеродные материалы, имеющие угловую упругость, как описано в патенте США 7066285, и которые могут иметься в продаже как материалы STEELSEAL от Halliburton Energy Services, Inc., Houston, Texas, USA. Однако для применений в бурении размеры частиц могут иметь тенденцию быть меньшими, чем те,которые используются при гидравлическом разрыве пласта. Для применений в бурении размеры частиц,находящиеся в диапазоне от примерно 100 до примерно 1000 мкм, более конкретно от примерно 100 до примерно 500 мкм, могут быть использованы. Смесь частиц может быть добавлена в часть бурового раствора или как гранулы. Разрывы, примыкающие к стволу скважины, будут расклиниваться, и набухающий в воде материал будет поглощать воду, когда буровой раствор течет вдоль разрыва, в конечном счете обезвоживая буровой раствор, так что разрыв блокируется, обеспечивая "клетку напряжения" вокруг ствола скважины в этих областях и таким образом предотвращая дальнейший гидравлический разрыв пласта. Это увеличивает или расширяет интервал плотности бурового раствора, который может быть использован в операциях бурения. Этот способ может быть использован также в высокопроницаемых пластах, чтобы вдобавок уменьшить рост разрыва в высокопроницаемых пластах. В некоторых ситуациях пласт может быть подвергнут разрыву преднамеренно в течение бурения или других операций. Суспензия из частиц может быть введена при достаточном давлении, чтобы образовать разрывы намеренно в частях пласта, непосредственно окружающих ствол скважины. Эти разрывы могут быть расклинены посредством описанных материалов, чтобы увеличить стягивающее усилие вокруг ствола скважины, что дает возможность, если необходимо, увеличить вес бурового раствора, чтобы контролировать пласт или поровое давление в пласте позже в процессе бурения без повторного гидравлического разрыва пласта в зоне, которая была обработана. Это может позволить продолжать далее бу- 11013619 рение перед спуском обсадной трубы. Дополнительно, обработка может облегчить операции цементирования и другую последующую обработку, причем обработка набухающими в воде частицами имеет место непосредственно перед цементированием или другими обработками, в которых жидкости вводятся в ствол скважины. В применениях для бурения замедленно набухающий в воде материал, образованный из инкапсулирующих покрытий, которые должны быть удалены механически, может быть нежелательным в связи с напряжениями, с которыми могут встретиться такие имеющие покрытия частицы в течение операций бурения, которые могут преждевременно разрушить или удалить инкапсулирующее покрытие. Однако эти другие способы, описанные предварительно для обеспечения замедленного набухания в воде, могут быть использованы. Если обработка имеет место как обработка гранулами, набухающие в воде частицы могут переноситься в неводном носителе или водной жидкости с высоким содержанием солей, что замедляет набухание суперпоглощающих частиц. Следующие примеры служат для того, чтобы дополнительно иллюстрировать изобретение. Примеры Пример 1. Оценивалось влияние замедленно набухающих в воде частиц на проницаемость уплотненного песка. Суперпоглощающие частицы в форме частиц частично сшитого полимера полиакрилата, имеющего размер частиц от 0,2 до 1,0 мм, со способностью поглощать воду вплоть до 500 раз больше, чем его вес,продаваемого как AQUASORB 3995 KM, поставляемого от Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware,USA, были покрыты покрытием PLA. Покрытие PLA применялось в количестве приблизительно 25-35 вес.% от покрытой суперпоглощающей частицы. Покрытие было нанесено посредством погружения суперпоглощающей частицы в раствор растворенного PLA. Суперпоглощающие частицы с покрытием PLA были использованы в сочетании с песком с числом меш 20/40 (0,84 мм/0,42 мм). Покрытые суперпоглощающие частицы были использованы в количестве 2,5 вес.% от общего веса смеси. Проницаемость была измерена на приборе для определения проводимости при 90 С в камере под давлением до примерно 4000 фунтов/кв. дюйм (27,6103 кПа) с использованием 2 вес.% раствора рассола KCl при трех различных расходах 0,5, 1,0 и 1,5 мл/мин. Прибор для определения проводимости состоит из пресса с нагрузкой 200000 фунт-сила (890 кН) с автоматизированными гидравлическими усилителями и модифицированной камерой для определения проводимости изHastelloy API с протоком 10 дюймов 2 (64,5 см 2). Прибор мог достигать максимального напряжения при закрытии 200000 фунтов/кв.дюйм (1,38106 кПа) и максимальной температуры 350F (177C). Температура камеры для определения проводимости регулировалась электрически нагреваемыми пластинами в контакте со сторонами камеры. Были использованы датчики давления Rosemount, чтобы измерить перепад давления поперек длины разрыва. Цифровой толщиномер Mitutoyo был использован, чтобы измерить ширину зазора разрыва. Насосы для хроматографии Quizix были использованы, чтобы прокачивать рассол через камеру в течение измерений обратного потока и проводимости. Насосы всасывали 2% раствор рассола KCl, через который барботировали азот, из резервуара обратного потока объемом 2 галлона(7,57 л). Азот барботировали через рассол, чтобы предотвратить введение оксидов металлов в уплотненный расклинивающий агент. Перед тем как рассол входил в камеру для определения проводимости, его пропускали через имитатор резервуара и систему насыщения кремнеземом. В качестве базиса была определена проницаемость уплотненного песка без набухающих в воде частиц при комнатной температуре. Уплотненный песок, содержащий 2,5 вес.% замедленно действующего суперпоглощающего материала, был измерен после примерно 30 мин, 4 и 23 ч. Результаты представлены в табл. 1. Таблица 1 На фиг. 1 показана средняя проницаемость при трех различных расходах из примера 1. Средняя проницаемость уплотненного песка с использованием замедленно действующего суперпоглотителя была примерно в 7 раз меньше, чем проницаемость базиса уплотненного песка. Спустя 4 ч средняя проницае- 12013619 мость упала до примерно 0,05% от проницаемости по базису. Спустя 23 ч умеренное уменьшение на 6% средней проницаемости наблюдалось от полученного через 4 ч. Пример 2. Уплотненный песок, имеющий второй состав по примеру 1 (песок 20/40 меш плюс 2,5 вес.% замедленно действующего суперпоглотителя), был испытан примерно при 90 С и примерно 4000 фунтов/кв.дюйм (27,6103 кПа) с использованием постоянного расхода рассола 2 вес.% KCl при 1 мл/мин. Результаты представлены в табл. 2 и на фиг. 2. Как можно увидеть на фиг. 2, проницаемость выравнивается после примерно 2 ч. Таблица 2 Пример 3. Замедленно набухающие в воде частицы с использованием бентонита как набухающего в воде материала были оценены. Бентонит был объединен с утяжелителем из барита или гематита. Частицы состава с бентонитом были приготовлены в соответствии со следующей процедурой: к сухой смеси 80 вес.% бентонита и 20 вес.% барита или гематита было добавлено 3 вес.% раствора полиэтилена в гептане, нагретого до 85 С, с перемешиванием до тех пор, пока не была образована плотная смесь. Полученная смесь была помещена в шприц и экструдирована в виде цилиндрических частиц, которые были высушены в течение 4-8 ч. Цилиндрические частицы имели диаметр 2 мм и длину 4-7 мм. Цилиндрические частицы были покрыты PLA. Покрытие PLA было нанесено в количестве примерно 25-35 вес.% от составной частицы. Покрытие было нанесено посредством погружения частицы в раствор растворенного PLA. Смесь песка 20/40 меш (0,84 мм/0,42 мм) и покрытых PLA частиц бентонита была испытана на приборе для определения проводимости типа рукава Hassler 1/2 дюйма (1,27 см) при ограниченном давлении 1500 фунтов/кв.дюйм (10,3103 кПа). Образец был уплотнен в рукав Hassler, в котором была использована мягкая трубка Tygon PVC длиной 0,57-0,60 м и внутренним диаметром 1/2 дюйма (1,27 см). Мягкий рукав был помещен в стальную трубу с внутренним диаметром 7/8 дюйма (2,22 см) и наружным диаметром 1 дюйм (2,54 см). Насос для хроматографии был использован, чтобы создать ограниченное напряжение посредством закачивания чистой воды внутрь стальной трубы. Максимальное ограниченное напряжение, которое могло быть использовано в трубе, составляло 3100 фунтов/кв.дюйм (21,3103 кПа). Другой насос был использован, чтобы создать поток рассола. Манометры на обоих концах устройства измеряли снижение перепада давления. Максимальный перепад давления был ограничен диапазоном манометрического давления 300 фунтов/кв.дюйм (2070 кПа). Расстояние между отверстиями для замера давления было 0,466 м. Измерения были проведены при комнатной температуре. Покрытые частицы бентонита были использованы в количестве 21,5% от общего веса смеси частиц. Рассол (2 вес.% KCl, 400 ppm Са 2+) был закачан при расходе примерно 5 мл/мин. Проницаемость состава бентонит/уплотненный песок была измерена при комнатной температуре и обеспечила в общем постоянную проницаемость примерно 38 Дарси. Резервуар рукава Hassler был отсоединен и затем нагрет до примерно 60 С в течение 10 ч, чтобы ускорить удаление покрытия PLA. После термической обработки были проведены дальнейшие измерения, причем наблюдалось уменьшение проницаемости в 26 раз. Результаты представлены в табл. 3 и на фиг. 3. В то время как изобретение было показано только в некоторых из его форм, должно быть очевидно для специалиста в этой области техники, что оно не так ограничено, но восприимчиво к различным изменениям и модификациям без выхода из объема изобретения. Соответственно является подходящим,чтобы прилагаемые пункты формулы изобретения толковались расширительно и были до некоторой степени согласованы с объемом изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Водопоглощающая частица, содержащая сердцевину из набухающего в воде материала и покрытие, по существу, окружающее сердцевину, что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала. 2. Частица по п.1, в которой разлагаемый в воде материал представляет собой полимолочную кислоту. 3. Частица по п.1, в которой сердцевина дополнительно содержит утяжелитель. 4. Частица по п.1, в которой набухающий в воде материал включает по меньшей мере одно из глины и суперпоглощающего материала, разлагаемый в воде материал включает твердый предшественник полимерной кислоты, а сердцевина выполнена из внутренней сердцевины из материала расклинивающего агента со сформированным вокруг нее наружным слоем из поглощающего воду материала. 5. Способ обработки пласта, через который проходит ствол скважины, в котором образуют суспензию из частиц, замедленно набухающих в воде, имеющих, по меньшей мере частично, сердцевину из набухающего в воде материала, и покрытие, по существу, окружающее сердцевину,что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала и не набухающих в воде частиц различных распределений по размерам, с жидкостью-носителем; и вводят образованную суспензию в ствол скважины пласта. 6. Способ по п.5, в котором частицы имеют плотность, которая является такой же, большей или меньшей, чем плотность жидкости-носителя. 7. Способ обработки пласта, через который проходит ствол скважины, в котором образуют суспензию из замедленно набухающих в воде частиц, имеющих, по меньшей мере частично, сердцевину из набухающего в воде материала, и покрытие, по существу, окружающее сердцевину,что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала, с жидкостью-носителем; и вводят образованную суспензию в ствол скважины во время или после введения жидкости разрыва без расклинивающих агентов для обработки гидравлического разрыва пласта, в котором жидкостьноситель суспензии имеет плотность, которая является большей или меньшей, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов. 8. Способ обработки пласта, через который проходит ствол скважины, в котором образуют суспензию из замедленно набухающих в воде частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала, и покрытие, по существу, окружающее сердцевину, что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала, с жидкостью-носителем; и вводят суспензию из частиц в ствол скважины пласта. 9. Способ по п.8, в котором при образовании суспензии смешивают не набухающие в воде частицы с замедленно набухающими в воде частицами.- 14013619 10. Способ по п.8, в котором суспензию из частиц помещают в разрыв пласта. 11. Способ по п.8, в котором частицы имеют плотность, которая больше или меньше, чем плотность жидкости-носителя. 12. Способ обработки подземного пласта, непосредственно окружающего ствол скважины, проходящий через пласт, в котором образуют суспензию из замедленно набухающих в воде частиц, имеющих, по меньшей мере частично, сердцевину из набухающего в воде материала и покрытие, по существу, окружающее сердцевину,что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала, с жидкостью-носителем; и вводят суспензию в ствол скважины при давлении, достаточном, чтобы осуществить разрыв части пласта. 13. Способ по п.12, в котором замедленно набухающие в воде частицы включают суперпоглощающие частицы в жидкости-носителе, которая представляет собой неводную жидкость, эмульсию или водный раствор соли металла, что задерживает поглощение воды. 14. Способ помещения материалов в пласт, через который проходит ствол скважины, в котором образуют суспензию из замедленно набухающих в воде частиц, имеющих по меньшей мере частично, сердцевину из набухающего в воде материала, и покрытие, по существу, окружающее сердцевину,что временно предотвращает контакт воды с набухающим в воде материалом, причем покрытие образовано из слоя(слоев) разлагаемого в воде материала и/или слоя(слоев) инкапсулирующего, не разлагаемого в воде и не поглощающего воду материала, с жидкостью-носителем; вводят суспензию из частиц в ствол скважины пласта и вводят вторую жидкость в ствол скважины пласта до или после суспензии,причем жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая больше или меньше, чем плотность второй жидкости. 15. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором набухающий в воде материал содержит глину и/или суперпоглощающий материал. 16. Способ по п.15, в котором глину выбирают из группы, состоящей из бентонитовой, монтмориллонитовой, смектитовой, нонтронитовой, бейделлитовой, перлитовой и вермикулитовой глин и их сочетаний; и суперпоглощающий материал выбирают из группы, состоящей из полимеров и сополимеров акрилата, акриловой кислоты, амида, акриламида, сахаридов, винилового спирта, уретана и сочетаний этих материалов. 17. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих сердцевину из набухающего в воде материала с покрытием из разлагаемого в воде материала. 18. Способ по п.17, в котором разлагаемый в воде материал содержит твердый предшественник полимерной кислоты. 19. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором замедленно набухающие в воде частицы содержат утяжелитель. 20. Способ по п.19, в котором утяжелитель выбирают из группы, состоящей из силикатов, алюмосиликатов, барита, гематита, ильменита, тетраоксида марганца, манганозита, железа, свинца, алюминия и их сочетаний. 21. Способ по любому из пп.5 и 9, в котором не набухающие в воде частицы включают крупные частицы, имеющие размер от 0,2 до 2,35 мм, и по меньшей мере одну из мелких частиц, имеющую размер менее чем 0,1 мм, и средние частицы, имеющие размер частиц от 0,1 до менее чем 0,2 мм. 22. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 21, в котором набухающий в воде материал содержит суперпоглощающий материал, поверхность которого была сшита, чтобы замедлить дальнейшее набухание. 23. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором набухающий в воде материал способен поглощать воду, вес которой, по меньшей мере, равен весу набухающего в воде материала. 24. Способ по п.5 или 9, в котором не набухающие в воде частицы имеют размер от 0,035 до 2,35 мм. 25. Способ по п.7 или 12, в котором в суспензию добавляют не набухающие в воде частицы. 26. Способ по любому из пп.5, 9, 12 и 25, в котором используют не набухающие в воде частицы по меньшей мере двух различных распределений по размерам, в которых средний размер больших не набухающих в воде частиц по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем размер меньших не набухающих в воде частиц. 27. Способ по любому из пп.5, 7, 8, 12 и 17, в котором разлагаемый в воде материал содержит полимолочную кислоту. 28. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором замедленно набухающие в воде частицы образованы из частиц, имеющих внутреннюю сердцевину из материала расклинивающего агента со слоем замедленно поглощающего воду материала, образованным вокруг материала расклинивающего агента.- 15013619 29. Способ по любому из пп.5, 7, 8 и 12, в котором замедленно набухающие в воде частицы образованы из суперпоглощающих полимерных частиц, которые сшиты на поверхности, чтобы уменьшить проникновение воды. 30. Способ по п.7 или 29, в котором суперпоглощающие полимерные частицы дополнительно покрыты слоем(слоями) разлагаемого в воде материала и слоем(слоями) не разлагаемого в воде, не поглощающего воду инкапсулирующего материала. 31. Способ по п.5 или 8, в котором суспензию вводят в ствол скважины во время или после введения жидкости разрыва без расклинивающих агентов для обработки гидравлического разрыва пласта; причем жидкость-носитель суспензии имеет плотность, которая больше или меньше, чем плотность жидкости разрыва без расклинивающих агентов. 32. Способ по любому из пп.7, 8, 14 и 31, в котором суспензия содержит материалы, которые обеспечивают плавучесть суспензии в жидкости разрыва без расклинивающих агентов. 33. Способ по п.32, в котором обеспечивающие плавучесть материалы содержат по меньшей мере одно из полимерных частиц, полых шариков, керамических материалов, пористых частиц, волокон и пенообразователей. 34. Способ по любому из пп.7, 8 и 32, в котором жидкость-носитель содержит жидкость разрыва без расклинивающих агентов. 35. Способ по любому из пп.7, 8 и 32, в котором жидкость-носитель является несмешивающейся с жидкостью разрыва без расклинивающих агентов. 36. Способ по любому из пп.7, 8 и 32, в котором жидкость-носитель является смешивающейся с жидкостью разрыва без расклинивающих агентов. 37. Способ по любому из пп.5, 8 и 12, в котором жидкость-носитель содержит по меньшей мере одно из бурового раствора или заканчивающего рассола. 38. Способ по п.14, в котором жидкость-носитель является несмешивающейся со второй жидкостью. 39. Способ по п.14, в котором жидкость-носитель является смешивающейся со второй жидкостью.