CN105401446B - 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法 - Google Patents

压裂用亲水短切纤维的打散处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105401446B
CN105401446B CN201510835753.9A CN201510835753A CN105401446B CN 105401446 B CN105401446 B CN 105401446B CN 201510835753 A CN201510835753 A CN 201510835753A CN 105401446 B CN105401446 B CN 105401446B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrophilic
chopped strand
pressure break
break
broken
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510835753.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105401446A (zh
Inventor
李军
李超
李霞
徐乐
曾双红
刘畅
任龙
韩福柱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Natural Gas Co Ltd filed Critical China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority to CN201510835753.9A priority Critical patent/CN105401446B/zh
Publication of CN105401446A publication Critical patent/CN105401446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105401446B publication Critical patent/CN105401446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
    • D06M15/647—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing polyether sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G7/00—Breaking or opening fibre bales
    • D01G7/02—Breaking or opening fibre bales by means of beater arms
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G7/00—Breaking or opening fibre bales
    • D01G7/06—Details of apparatus or machines
    • D01G7/10—Arrangements for discharging fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/144—Alcohols; Metal alcoholates
    • D06M13/148—Polyalcohols, e.g. glycerol or glucose
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
    • D06M13/5135—Unsaturated compounds containing silicon atoms
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • D06M15/11—Starch or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/53—Polyethers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
    • D06M15/6436—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/08—Fiber-containing well treatment fluids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

本发明提供一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，该方法包括将压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散；所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进行喷涂、浸渍和/或淋潮湿处理后干燥得到的；其中，所述的纤维表面处理剂，以其总重量为100％计，包括：亲水油剂5％～30％、偶联剂0.05％～2.0％、润湿性表面活性剂0.2％～1.0％、助剂0.05％～10.0％、稠化剂0.1％～0.8％以及水余量。由该方法所制得的打散的压裂用亲水短切纤维易于进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团，增强了水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。

Description

压裂用亲水短切纤维的打散处理方法
技术领域
本发明是涉及压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，属于石油勘探开发采油工程技术领域。
背景技术
纤维压裂技术是在压裂液中添加一定量的纤维，依靠均匀分散的纤维形成的网状互绕结构来固定支撑剂，以提高压裂液的携砂性能，使支撑剂在裂缝内均匀铺置，减少地层吐砂，防止支撑剂回流，及形成高效通道从而提高压裂改造效果的一种实用技术。
国内外页岩气压裂技术推动了纤维压裂技术的发展。辽河油田公司从1995年开始研究纤维压裂技术，进行了3种类型纤维的10多口井次的纤维压裂试验，取得了压裂施工成功的施工效果，但在压裂施工过程中加入的纤维易出现纤维漂浮在压裂液表面、打团不易分散、携砂性能低等影响纤维压裂效果的技术问题。因此，研发出一种新的压裂用纤维及其处理方法，使经处理后的纤维不再存在上述问题，成为本领域亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明提供一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法。采用该方法制得的打散的压裂用亲水短切纤维易于进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团，增强了水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。
本发明的另一目的在于提供经本发明所述方法制得的打散的压裂用亲水短切纤维以及含有该压裂用亲水短切纤维的水基压裂液。
为达到前述目的，本发明提供一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，该方法包括将压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散；
其中，所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进行喷涂、浸渍和/或淋潮湿处理后干燥得到的；
以总重量为100％计，所述纤维表面处理剂包括：亲水油剂5％～30％、偶联剂0.05％～2.0％、润湿性表面活性剂0.2％～1.0％、助剂0.05％～10.0％、稠化剂0.1％～0.8％及水余量；
优选地，所述的压裂用亲水短切纤维的长度为2～13mm；
更优选地，所述待处理的短切纤维的密度为1～1.38g/cm3、抗拉强度大于或等于400MPa和/或直径为10～80μm。
本发明首先对压裂用纤维进行亲水改性，使经改性后的纤维易于进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团；其次，本发明通过打散机的打散作用使所得打散的压裂用亲水短切纤维更易进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团，增强了水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。本发明通过实验证实在含纤维的0.45％羟丙基瓜胶压裂液中，加占压裂液重量比为35％陶粒支撑剂后，打散的压裂用亲水短切纤维较不打散的压裂用亲水短切纤维，陶粒的沉降时间提高3倍以上。
本发明方法所得打散的压裂用亲水短切纤维为通过改性的亲水短切纤维，其尺寸短，减少了纤维对设备的缠绕、提高了压裂液的携砂性能。通过对压裂用纤维的改性以及打散作用实现了压裂用亲水短切纤维均匀铺“砂”，防止了支撑剂回流，形成高效通道，提高了裂缝导流作用。
根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，通过绞龙将压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散，绞龙输送的速度为5kg/min～30kg/min。通过绞龙可对压裂用亲水短切纤维定量输送，省时省力。
优选地，根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述打散机包括壳体，以及在壳体内部固定设置依次连通的一级打散料仓、下料仓、倒置喇叭口、二级打散下料机及吹出仓，所述吹出仓设置用于将所得打散的压裂用亲水短切纤维吹出的风机；
所述一级打散料仓内设置电机带动的两反转辐条；
所述二级打散下料机内设置由电机带动旋转的垂直设置的轴，该轴的末端固定连接悬挂的凹面朝上的打散盘，在该打散盘内设置条状突起，在靠近所述轴的末端处设置由伸缩元件连接的连接在所述轴上的打散锤；优选地，所述伸缩元件为弹簧；
所述一级打散料仓、下料仓、倒置喇叭口、二级打散下料机及吹出仓均设有进料口和出料口且所述吹出仓的进料口为正喇叭口，所述一级打散料仓的出料口与所述下料仓的进料口连接，所述下料仓的出料口与所述倒置喇叭口的大口端进料口连接，所述倒置喇叭口的小口端出料口与所述二级打散下料机进料口连接，所述二级打散下料机的出料口与所述吹出仓上设置的正喇叭口的小口端进料口连接；
优选地，所述一级打散料仓的进料口和出料口在基本水平方向上，所述下料仓的进料口在基本水平方向上，所述下料仓的出料口在基本垂直方向上，所述倒置喇叭口及所述二级打散下料机的进料口和出料口均在基本垂直方向上，所述吹出仓的进料口在基本垂直方向上，所述吹出仓的出料口在基本水平方向上，且所述风机的吹出方向水平朝向所述出料口。优选地，可将打散机制造成长约800mm、宽约600mm、高约1000mm的打散机，相较于现有的打散机，其体积小，携带方便，可放置在混砂车上。
本发明中所述的“倒置喇叭口”为上端开口大，下端开口小的喇叭口，采用这种设置可使经一级打散后的压裂用短切纤维由于截面积变小出口流速大，快速送入后续的二级打散下料机；所述的“正喇叭口”为下端开口大，上端开口小的喇叭口，采用这种设置可以避免经二级打散后的纤维飞溅。
根据本发明的具体实施方式，在本发明所述的方法中，所述的打散处理包括：
启动所述一级打散仓的电机，将压裂用亲水短切纤维送入所述一级打散料仓进行一级打散；
启动所述二级打散下料机的电机及吹出仓内的风机，经一级打散的压裂用亲水短切纤维经所述下料仓通过所述倒置喇叭口进入所述二级打散下料机进行二级打散。
本发明一级打散主要是通过电机带动的两反转双螺旋来实现的；在启动吹出仓内的风机后，由于风机吹出方向水平朝向所述吹出仓的出料口，造成吹出仓垂直方向上具有一定的真空度，在该真空度的作用下，经一级打散的压裂用亲水短切纤维经下料仓快速通过倒置喇叭口进入二级打散下料机进行二级打散，二级打散是通过打散锤对压裂用亲水短切纤维的敲定作用、打散盘的离心作用以及来自正喇叭口的负压作用来实现的，当电机带动二级打散下料机中的轴旋转时，将会带动固定连接在其末端的打散盘旋转，产生离心作用，同时，由伸缩元件连接的连接在所述轴上的打散锤将会对打散盘进行敲打，设置于打散盘内的突起可增加打散锤对压裂用亲水短切纤维的打散效果，打散后的压力用亲水短切纤维被离心作用以及来自于正喇叭口的负压作用甩入及吸入所述吹出仓。
由吹出仓吹出的打散后的压裂用亲水短切纤维可通过软管，并经鼓风下料机吹到倒喇叭状容器经管风机吹出。
本发明所述的纤维表面处理剂通过常规的混合即可得到，例如将所述亲水油剂、偶联剂、润湿性表面活性剂、稠化剂、助剂和水在10～50℃，例如10～40℃，常压下，混合2～4h，待均匀后，得到所述的纤维表面处理剂。所述的水可以为纯净水、去离子水、蒸馏水或其他可用于压裂液配制的水。
本发明提供的纤维表面处理剂主要由亲水油剂、偶联剂、润湿性表面活性剂、助剂、稠化剂和水组成，其可用于纤维表面的亲水处理。通过该纤维表面处理剂的喷涂、浸渍和/或淋潮湿等处理，使得纤维容易润湿并且纤维表面易亲水，纤维易在压裂液中分散。采用本发明所述纤维表面处理剂处理得到的压裂用亲水短切纤维可克服现有技术中的纤维在水基压裂液中上浮、成团、不易分散的问题，增强了纤维在水基压裂液中亲水、下沉、均匀分散的性能，提高了压裂液的携砂效果，可实现压裂液均匀铺“砂”，防止支撑剂回流，形成高效通道，提高裂缝的导流作用。优选地，所述纤维表面处理剂的使用量为所述待处理的短切纤维的重量的2％～10％。
根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述亲水油剂包括亲水双氨基硅油和/或聚醚改性硅油；
所述偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。
根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，其中，所述表面活性剂包括Span60、Span65、Span80、NP-10、OP-6、OP-10、Tween60、Tween80、氟碳表面活性剂、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、月桂基硫酸钠和N,N-二甲基十二烷基胺丙基磺酸内铵盐中的一种或几种。
根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述助剂包括醇、醚和醇醚中的一种或几种；优选地，所述助剂包括丙二醇、丙三醇、乙醇、乙二醇、叔丁醇、丙醇、硅醇、丁醚和乙二醇丁醚中的一种或几种；
所述稠化剂包括羟丙基瓜胶和/或羧甲基淀粉。
另一方面，本发明提供一种打散的压裂用亲水短切纤维，其是根据本发明所述的方法制备得到的。
再一方面，本发明提供一种水基压裂液，其包含本发明方法所制得的打散的压裂用亲水短切纤维；优选地，以所述水基压裂液的总重量为100％计，其包含0.05％～0.75％重量份的本发明方法所制得的打散的压裂用亲水短切纤维。添加本发明方法所制得的打散的压裂用亲水短切纤维不仅能够提高压裂液的携砂能力，而且还不影响压裂液的粘度、交联、破胶性能等，经济效益及社会效益显著，具有广阔的应用前景。2013～2014年采用本发明所述纤维表面处理剂处理而得的亲水短切纤维作为原料，并使用所述打散机打散纤维5井次，取得了压裂施工的技术和经济成功。
综上所述，本发明提供了一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，由该方法所制得的压裂用亲水短切纤维易于进入水基压裂液，并能在水基压裂液中分散均匀、不成团，增强了水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。
附图说明
图1为实施例1所使用的短切纤维原料的示意图；
图2为水滴在采用实施例1的纤维表面处理剂处理前后的纤维表面的电镜对比图；其中(A)为处理前的电镜图，(B)为处理后的电镜图；
图3为实施例1所得打散的压裂用亲水短切纤维的显微镜下的视图；
图4为实施例1所得打散的压裂用亲水短切纤维的电镜下的视图；
图5为实施例1、2所使用的打散机的结构示意图；图5中的标号具有如有意义：
1：壳体；2：一级打散料仓；3：下料仓；4：倒置喇叭口；5：二级打散下料机；6：吹出仓；61：正喇叭口：62：风机。
图6为实施例1、2所使用的打散机中的二级打散下料机的结构示意图；图6中的标号具有如下意义：
51：二级打散下料机外壳；52：轴；53：进料口：54：出料口：55：打散盘；56：突起；57：打散锤；58：弹簧；
图7为实施例1所得打散的压裂用亲水短切纤维对压裂液粘度的影响实验结果图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例及附图对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。以下实施例中所用的试剂均购自盘锦汇明科技实业有限公司。
实施例1
本实施例提供未打散的以及打散的压裂用亲水短切纤维，其中，所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进行喷涂和浸渍处理后，干燥得到的；
其中，该纤维表面处理剂，以其总重量为100％计，包括：聚醚改性硅油8.2％、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.35％、Span600.25％、Tween800.42％、全氟辛基聚氧乙烯醚类非离子氟碳表面活性剂0.06％、乙二醇0.33％、羧甲基淀粉0.40％以及去离子水余量。
该纤维表面处理剂是通过以下方法制备得到的：
按比例在去离子水中依次加入聚醚改性硅油、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Span60、Tween80、全氟辛基聚氧乙烯醚类非离子氟碳表面活性剂、乙二醇以及羧甲基淀粉，在40℃、常压下，混合2小时后，制得一定粘度的稳定乳化液，得到所述纤维表面处理剂。
本实施例中待处理的短切纤维为长度为5mm的可降解短切聚酯纤维(汇明科技实业有限公司)，该纤维的密度为1.3±0.05g/cm3、抗拉强度为400±10MPa、直径为20±5μm，如图1中所示。施工前采用占该待处理的短切纤维重量10％的如上制备的纤维表面处理剂对该短切纤维的表面进行喷涂和浸渍处理，自然风干24小时晾干后即得本实施例未经打散的压裂用亲水短切纤维。
图2为水滴在采用纤维表面处理剂处理前后的纤维表面的电镜对比图；其中(A)为处理前的电镜图，(B)为处理后的电镜图；由图2可以看出，采用本实施例亲水处理剂处理后的短切纤维，水可润湿该纤维，使其成为亲水短切纤维。
将上述所得未经打散的压裂用亲水短切纤维使用打散机进行打散，打散的压裂用亲水短切纤维的显微镜视图如图3所示，电镜图如图4所示。其中，打散机的结构如图5所示。图5中所述打散机包括壳体1，以及在壳体1内部固定设置依次连通的一级打散料仓2、下料仓3、倒置喇叭口4、二级打散下料机5、以及吹出仓6，所述吹出仓设置正喇叭口61以及用于将打散后的压裂用亲水短切纤维吹出的风机62；
所述一级打散料仓2内设置电机带动的两反转辐条；
所述二级打散下料机5的结构示意图如图6所示，其包括二级打散下料机外壳51，所述外壳51垂直方向上分别为所述二级打散下料机5的进口52和出口53，所述二级打散下料机5内设置由电机带动旋转的垂直设置的轴54，该轴的末端固定连接悬挂的凹面朝上的打散盘55，在该打散盘55内设置条状突起56，在靠近所述轴的末端处设置由弹簧58连接的连接在所述轴54上的打散锤57；
所述一级打散料仓2、下料仓3、倒置喇叭口4、二级打散下料机5及吹出仓6均具有进料口和出料口且所述吹出仓6的进料口为正喇叭口61，所述一级打散料仓2的出料口与下料仓3的进料口连接，所述下料仓3的出料口与所述倒置喇叭口4的大口端进料口连接，所述倒置喇叭口4的小口端出料口与所述二级打散下料机5进料口连接，所述二级打散下料机5出料口与所述吹出仓6上设置的正喇叭口61的小口端进料口连接；
图5中所述一级打散料仓2的进料口和出料口在水平方向上，所述下料仓3的进料口在水平方向上，所述下料仓3的出料口在垂直方向上，所述倒置喇叭口4及所述二级打散下料机5的进料口和出料口均在基本垂直方向上，所述吹出仓6的进料口在垂直方向上，所述吹出仓的出料口在水平方向上，且所述风机62的吹出方向水平朝向所述吹出仓的出料口。
在实际打散操作时，启动一级打散仓的电机，将上述得到未打散的压裂用亲水短切纤维送入一级打散料仓2，其在一级打散料仓2内通过电机带动的两反转辐条(图中未示出)进行一级打散；启动二级打散仓5的电机、吹出仓内的风机62，在启动吹出仓的风机62后，由于风机62吹出方向水平朝向所述吹出仓6的出料口，造成吹出仓6垂直方向上具有一定的真空度，在该真空度的作用下，经一级打散的压裂用亲水短切纤维经下料仓3快速通过倒置喇叭口4进入二级打散下料机5进行二级打散，二级打散是通过打散锤57对压裂用亲水短切纤维的敲打作用、打散盘55的离心作用以及来自正喇叭口的负压作用来实现的，当电机带动二级打散下料机5中的轴旋转时，将会带动固定连接在其末端的打散盘55旋转，产生离心作用，同时，由弹簧58连接的连接在所述轴54上的打散锤57将会对打散盘55进行敲打，设置于打散盘内的突起66可增加打散锤对压裂用亲水短切纤维的打散效果，打散后的压力用亲水短切纤维被离心作用以及来自于正喇叭口的负压作用甩入和/或吸入所述吹出仓；经二级打散后的压裂用亲水短切纤维被风机吹出。
将实施例1所得未经打散的压裂用亲水短切纤维进行携砂性能试验。试验步骤如下：
(1)将100mL质量浓度为0.5％的羟丙基瓜胶原胶液与2mL质量浓度为0.1％的硼砂交联剂配成常规冻胶，放入100mL量筒中待用；
(2)称取0.1000g实施例1所得未打散的压裂用亲水短切纤维，加入到盛放有100mL质量浓度为0.5％的羟丙基瓜胶原胶液的250mL烧杯中，用玻璃棒搅拌，使其均匀分散在羟丙基瓜胶原胶液中，然后加入2mL质量浓度为0.1％的硼砂交联剂配成纤维冻胶，放入100mL量筒中待用；
(3)称取20.0000g符合SY/T5108-2006标准粒度为0.90-0.45mm(20目-40目)，密度为1.73g/cm的陶粒2份；
(4)将称好的陶粒同时分别倒入装有常规冻胶的量筒和装有纤维冻胶的量筒中，用电子秒表记录陶粒全部沉降的时间。携砂能力增强能力用支撑剂沉降时间降低率表示。支撑剂沉降时间降低率按公式(1)计算：
式中：
η—沉降时间降低率，％；t1—陶粒在常规冻胶中沉降时间，min；t2—陶粒在纤维冻胶中沉降时间，min。
试验结果为：与未加纤维的纤维冻胶相比，采用质量分数为0.1％的未打散的压裂用亲水短切纤维形成的纤维冻胶(即，未打散的压裂用亲水短切纤维占纤维冻胶的总质量的0.1％)，其中的支撑剂的沉降时间降低率≥30％。
将实施例1所得未打散的以及打散的压裂用亲水短切纤维进行携砂性能对比试验，试验步骤如下：
按SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法，配制500ml 0.45％的羟丙基瓜胶压裂液，平均分成2份放入500ml带有刻度的烧杯中，分别配成携砂纤维压裂液。在配制过程中，加入交联剂0.02％硼砂的同时分别加入质量分数为0.15％的实施例1所得的未打散及打散的压裂用亲水短切纤维，再加入质量分数为35％的支撑剂陶粒，搅拌均匀，静止，观察支撑剂陶粒的沉降时间，实验结果表明：在含未打散的压裂用亲水短切纤维以及含打散的压裂用亲水短切纤维中，支撑剂沉降时间分别为46分钟和7小时，从以上实验可以看出加入打散的压裂用亲水短切纤维显著提高了支撑剂的沉降时间。
按SY/T5107-2005实验方法评价实施例1所得打散的压裂用亲水短切纤维对压裂液交联时间以及破胶时间的影响，其中，压裂液为0.45％的羟丙基瓜胶压裂液，交联剂为0.02％硼砂、破胶剂为0.05％过硫酸铵，实验温度为70℃，所得结果如表1所示：
表1
纤维浓度/％ 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.5
交联时间/s 35 35 35 35 35 36
破胶时间/h 1.5 1.5 1.5 1.5 1.49 1.48
从表1中可以看出，在压裂液中加入质量分数为0.05％～0.5％的打散的压裂用亲水短切纤维对压裂液交联时间以及破胶时间几乎没有影响。
按SY/T5107-2005实验方法评价实施例1所得打散的压裂用亲水短切纤维对压裂液粘度的影响，其中，压裂液为0.43％的羟丙基瓜胶压裂液，交联剂为0.02％硼砂、破胶剂为0.06％过硫酸铵，实验温度为67℃，所得结果如图7所示，从图7中可以看出在压裂液中加入质量分数为0.05％～0.18％的打散的压裂用亲水短切纤维对压裂液粘度几乎没有影响。
实施例2
本实施例提供未打散的以及打散的压裂用亲水短切纤维，其中，所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进行喷涂和浸渍处理后，干燥得到的；
其中，该纤维表面处理剂，以其总重量为100％计，包括：亲水双氨基硅油8.5％、乙烯基三乙氧基硅烷0.38％、Span600.25％、Tween80为0.41％、全氟辛基聚氧乙烯醚类非离子氟碳表面活性剂0.07％、乙二醇0.34％、羧甲基淀粉0.38％以及去离子水余量。
该纤维表面处理剂是通过以下方法制备得到的：
按比例在去离子水中依次加入亲水双氨基硅油、乙烯基三乙氧基硅烷、Span60、Tween80、全氟辛基聚氧乙烯醚类非离子氟碳表面活性剂、乙二醇以及羧甲基淀粉，在45℃、常压下，混合3h后，制得一定粘度的稳定乳化液，得到所述纤维表面处理剂。
本实施例中使用的待处理的短切纤维为长度为6mm的可降解短切聚酯纤维(盘锦汇明实业有限公司)，该纤维的密度为1.1±0.02g/cm3、抗拉强度为1100±10MPa、直径为40±1μm，施工前采用占待处理的短切纤维重量9.5％的如上制备的纤维表面处理剂对该短切纤维的表面进行喷涂和浸渍处理，自然风干24小时晾干后即得本实施例未打散的压裂用亲水短切纤维。
将上述所得未打散的压裂用亲水短切纤维使用打散机进行打散，所使用的打散机以及打散操作同实施例1，按照实施例1相同的方法评价未打散的以及打散的压裂用亲水短切纤维的携砂性能，实验结果表明：在含未打散的压裂用亲水短切纤维以及打散的压裂用亲水短切纤维的压裂液中，支撑剂沉降时间分别为52分钟和4小时，从以上实验可以看出打散的压裂用亲水短切纤维显著提高了支撑剂的沉降时间，携砂比从35％提高到50％以上。
将本实施例所得到打散的压裂用亲水短切纤维用于辽河油田2014年10月12日施工的雷97井加纤维压裂施工，施工中加入设计压裂液量0.125％的打散纤维，没有出现堵泵现象，施工顺利完成。
最后说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点，而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (13)

1.一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，该方法包括将压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散；
其中，所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进行喷涂、浸渍和/或淋潮湿处理后干燥得到的；
以总重量为100％计，所述纤维表面处理剂包括：亲水油剂5％～30％、偶联剂0.05％～2.0％、润湿性表面活性剂0.2％～1.0％、助剂0.05％～10.0％、稠化剂0.1％～0.8％及水余量；所述助剂包括醇、醚和醇醚中的一种或几种；所述稠化剂包括羟丙基瓜胶和/或羧甲基淀粉；
所述打散机包括壳体，以及在壳体内部固定设置依次连通的一级打散料仓、下料仓、倒置喇叭口、二级打散下料机及吹出仓，所述吹出仓设置用于将所得打散的压裂用亲水短切纤维吹出的风机；
所述一级打散料仓内设置电机带动的两反转辐条；
所述二级打散下料机内设置由电机带动旋转的垂直设置的轴，该轴的末端固定连接悬挂的凹面朝上的打散盘，在该打散盘内设置条状突起，在靠近所述轴的末端处设置由伸缩元件连接的连接在所述轴上的打散锤；所述伸缩元件为弹簧；
所述一级打散料仓、下料仓、倒置喇叭口、二级打散下料机及吹出仓均设有进料口和出料口且所述吹出仓的进料口为正喇叭口，所述一级打散料仓的出料口与所述下料仓的进料口连接，所述下料仓的出料口与所述倒置喇叭口的大口端进料口连接，所述倒置喇叭口的小口端出料口与所述二级打散下料机进料口连接，所述二级打散下料机的出料口与所述吹出仓上设置的正喇叭口的小口端进料口连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一级打散料仓的进料口和出料口在基本水平方向上，所述下料仓的进料口在基本水平方向上，所述下料仓的出料口在基本垂直方向上，所述倒置喇叭口及所述二级打散下料机的进料口和出料口均在基本垂直方向上，所述吹出仓的进料口在基本垂直方向上，所述吹出仓的出料口在基本水平方向上，且所述风机的吹出方向水平朝向所述吹出仓的出料口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的压裂用亲水短切纤维的长度为2～13mm。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述待处理的短切纤维的密度为1～1.38g/cm3、抗拉强度大于或等于400MPa和/或直径为10～80μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过绞龙将所述压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散，绞龙输送的速度为5kg/min～30kg/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述的打散处理包括：启动所述一级打散仓的电机，将压裂用亲水短切纤维送入所述一级打散料仓进行一级打散；
启动所述二级打散下料机的电机及所述吹出仓内的风机，经一级打散的压裂用亲水短切纤维经所述下料仓通过所述倒置喇叭口进入所述二级打散下料机进行二级打散。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纤维表面处理剂的使用量为所述待处理的短切纤维的重量的2％～10％。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，所述亲水油剂包括亲水双氨基硅油和/或聚醚改性硅油；
所述偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和/或乙烯基三乙氧基硅烷。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其中，所述润湿性表面活性剂包括Span60、Span65、Span80、NP-10、OP-6、OP-10、Tween60、Tween80、氟碳表面活性剂、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、月桂基硫酸钠和N,N-二甲基十二烷基胺丙基磺酸内铵盐中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述助剂包括丙二醇、丙三醇、乙醇、乙二醇、叔丁醇、丙醇、硅醇、丁醚和乙二醇丁醚中的一种或几种。
11.一种打散的压裂用亲水短切纤维，其是根据权利要求1～9中任一项所述的方法制备得到的。
12.一种水基压裂液，其包含权利要求11所述的打散的压裂用亲水短切纤维。
13.根据权利要求12所述的水基压裂液，其中，以所述水基压裂液的总重量为100％计，其包含0.05％～0.75％重量份的所述的打散的压裂用亲水短切纤维。
CN201510835753.9A 2015-11-26 2015-11-26 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法 Active CN105401446B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510835753.9A CN105401446B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510835753.9A CN105401446B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105401446A CN105401446A (zh) 2016-03-16
CN105401446B true CN105401446B (zh) 2017-10-17

Family

ID=55467180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510835753.9A Active CN105401446B (zh) 2015-11-26 2015-11-26 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105401446B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107090715B (zh) * 2017-04-27 2019-11-19 中国石油化工股份有限公司 一种压裂用改性纤维、该改性纤维的混注装备及混注方法
CN108676553B (zh) * 2018-06-28 2021-09-28 成都劳恩普斯科技有限公司 纤维压裂液和使纤维与支撑剂在压裂液中均匀分散耦合的方法
KR102334477B1 (ko) * 2019-03-28 2021-12-06 영남대학교 산학협력단 친수성 케이폭 섬유의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 친수성 케이폭 섬유
CN113913176A (zh) * 2020-07-08 2022-01-11 中国石油化工股份有限公司 压裂流体及使用其在页岩中进行压裂的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2643505E (pt) * 2010-11-25 2015-04-23 Thüringisches Inst Für Textil Und Kunststoff Forschung E V Dispositivo para desfazer feixes de fibras têxteis
CN202606063U (zh) * 2012-05-16 2012-12-19 浙江方远建材科技有限公司 一种纤维打散机
CN104694113B (zh) * 2015-02-13 2017-12-01 中国石油天然气股份有限公司 一种提高压裂液携砂能力的方法及其含纤维压裂液
CN105086985A (zh) * 2015-05-29 2015-11-25 中国石油天然气股份有限公司 一种增效纤维植物胶压裂液及其制备方法
CN105086987B (zh) * 2015-08-31 2018-06-01 中国石油天然气股份有限公司 纤维表面处理剂及其制备方法和使用方法与压裂液用纤维

Also Published As

Publication number Publication date
CN105401446A (zh) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105401446B (zh) 压裂用亲水短切纤维的打散处理方法
CN105086987B (zh) 纤维表面处理剂及其制备方法和使用方法与压裂液用纤维
CN208018693U (zh) 一种化工用精密研磨机
CN105734696A (zh) 一种聚苯乙烯-聚偏氟乙烯同轴静电纺丝纤维的制备方法
CN107383405A (zh) 一种复合质子交换膜及其制备方法
CN107931322A (zh) 一种利用零价纳米铁原位连续修复土壤的方法
CN108905983A (zh) 一种用于处理金属加工废水的海藻酸钠-环糊精基材料的制备方法
CN107858763A (zh) 具有超粗旦丝的超高分子量聚乙烯纤维的制备方法及其制备的超高分子量聚乙烯纤维
CN103741466B (zh) 一种压裂用改性纤维及制备工艺
WO2021174816A1 (zh) 漆雾湿法分离设备及分离方法
CN208246606U (zh) 一种磨料搅拌均匀的平板电脑外壳生产用喷砂机
CN209854389U (zh) 回潮率调节装置
CN207951670U (zh) 一种兽药加工装置
CN203159916U (zh) 一种气流柔软整理机的织物喷射装置
CN108246025A (zh) 利用复配溶液耦合雾化降尘同时吸收二氧化碳的方法
CN207872093U (zh) 湿法造粒包覆机
CN209829475U (zh) 一种玻璃纤维网格布烘干除胶刺装置
CN209197373U (zh) 一种用于农药的高效烘干装置
CN208320452U (zh) 硫酰氟尾气回收装置
CN103570224B (zh) 一种空心微珠的球化装置
CN207576290U (zh) 一种化工粉状原料即用即混合结构
CN107216839A (zh) 一种可提高玻璃棉回弹性能的生产方法
CN108525443A (zh) 一种文丘里洗消装置
CN207056480U (zh) 压裂用超低伤害体系的配制罐
CN102125796A (zh) Mo源生产尾气处理淋洗塔装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant