CN107287674B - 一种可溶性细旦pva纤维及其用途 - Google Patents

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Abstract

一种可溶性细旦PVA纤维，所述PVA纤维单纤线密度为0.1～1.0dtex，干断裂强度≥4cN/dtex，具有溶于20～100℃水中的性质，所述PVA纤维采用聚合度1000～2500、醇解度88.0～99.9(mol)%的PVA为原料经纺丝原液的制备、初生纤维制备及后处理步骤制得，所述纺丝原液的制备是将所述PVA与交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，所述交联剂为硼酸、硼砂、氯化铝、硫酸铝、硫酸锌、硫酸铜、氯化铜、氯化钛中的一种或多种，所述PVA在纺丝原液中的质量浓度为10～20%，交联剂的添加量为PVA质量的0.8～2.0%。本发明提供的PVA纤维线密度小、分散性好可达1级，在用于油气田压裂、油气田压裂暂堵及油气田固井中时，纤维的能够更均匀地分散到基液中，提高其压裂、暂堵及固井的性能。

Description

一种可溶性细旦PVA纤维及其用途
技术领域
本发明涉及一种聚乙烯醇纤维，尤其涉及一种可溶性细旦PVA纤维及其用途。
背景技术
PVA纤维是一类性能优异的高分子材料，纤维强度高，分子中含有大量羟基结构，具有极好的亲水性能，且PVA纤维耐酸碱性、耐光性、耐气候性和耐腐蚀性能极佳，广泛用作浅海紫菜养殖用网、高性能绳索、轮胎帘子线、产业用布、水泥增强材料，以及塑料、橡胶增强材料等，具有广阔的市场潜力。如能对PVA纤维产品进行进一步的改进，其在油气田等特殊领域将会发挥重要作用。
为了提高PVA纤维的性能，拓展其应用领域，国内外研究者针对PVA纤维开展了大量研究工作。CN200510057435，一种制备高性能聚乙烯醇纤维的方法，采用由含氮化合物、亲水性辅助添加剂和水组成的复合改性剂与聚乙烯醇进行分子间氢键复合，制备改性聚乙烯醇，在挤出-纺丝设备对改性聚乙烯醇进行熔融初生纤维，聚乙烯醇初生纤维再经多级拉伸，干燥，热定型制备高性能聚乙烯醇。CN200610021470一种耐磨性PVA缩醛纤维及其制备方法和用途，采用100份聚乙烯醇、2-6份添加剂，400-900份去离子水经湿法纺丝制备皮层结构致密的耐磨性聚乙烯醇纤维。CN201110238175.2，一种高强度、高模量、高熔点PVA纤维及其制造方法，采用的纺丝原液中PVA含量15-17wt%，硼酸含量1.2-1.6wt%，硫酸铜含量0.05-0.1wt%，采用的纺丝凝固浴中含氢氧化钠15-50g/L、硼酸5-1515-50g/L，制备出PVA纤维强度≥13.5cN/dtex，模量≥320 cN/dtex，初熔点≥108℃。CN201210144517.9，一种细旦或超细旦PVA纤维及其制备方法，采用聚乙烯醇10～15份，去离子水85～90份，在温度95～98℃下溶解2～5小时成均相溶液，然后加入占聚乙烯醇重量0.1～2wt%的增稠剂的制备方法，具有纺丝原液可纺性好，纺丝过程稳定而连续，断丝、毛丝现象较少，纤维密度低等特点。CN201310251768,一种聚乙烯醇长丝纤维的制备方法，公布了聚乙烯醇纺丝原液制备，计量，纺丝，凝固，二次凝固，水洗，烘干，上油，第一次卷绕，热板拉伸，加捻，第二次卷绕等生产工艺。
然而，现有技术还没有发现同时具备线密度小且溶解性好的PVA纤维，而对纤维的特定水溶温度及纤维的分散性能有特别要求的领域，例如油气田领域确是需要的。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种质量稳定、性能优异的可溶性细旦PVA纤维。
本发明的目的之二在于提供一种可溶性细旦PVA纤维在制备油田压裂液中的用途。
本发明的目的之三在于提供一种可溶性细旦PVA纤维在制备油田压裂暂堵剂中的用途。
本发明的目的之四在于提供一种可溶性细旦PVA纤维在制备油田固井剂中的用途。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种可溶性细旦PVA纤维，其特征在于：所述PVA纤维单纤线密度为0.1～1.0dtex，干断裂强度≥4cN/dtex，具有溶于20～100℃水中的性质，所述PVA纤维采用聚合度1000～2500、醇解度88.0～99.9(mol)%的PVA为原料经纺丝制得。
优选地，上述纺丝包括纺丝原液的制备、初生纤维制备及后处理步骤，所述纺丝原液的制备是将聚合度为1000～2500、醇解度为88.0～99.9(mol)%的PVA与交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，所述交联剂为硼酸、硼砂、氯化铝、硫酸铝、硫酸锌、硫酸铜、氯化铜、氯化钛中的一种或多种，所述PVA在纺丝原液中的质量浓度为10～20%，交联剂的添加量为PVA质量的0.8～2.0%。
上述交联剂优选为硼酸与氯化铝的组合物，硼酸和氯化铝的摩尔比为2～5：1.5～3。
进一步优选地说，上述初生纤维制备是将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.01～0.08mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型；凝固浴含硫酸钠、氢氧化钠。
上述PVA纤维分散性好、其分散性≤3级，该可溶性细旦PVA纤维具有如下优异的溶解性能：在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为60%以上，继续在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99%以上。
上述可溶性细旦PVA纤维的制备方法，按如下步骤：
（1）纺丝原液的制备：将聚合度为1000～2500，醇解度为88.0～99.9(mol)%的PVA、交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为10～20%，交联剂的添加量为PVA质量的0.8～2.0%，将原液升温至90～110℃，保持压力0.1～0.6 MPa，溶解3～6小时即进入纺丝工序，测试其粘度5000～20000mP·s；所述交联剂为硼酸、硼砂、氯化铝、硫酸铝、硫酸锌、硫酸铜、氯化铜、氯化钛中的一种或几种化合物组成；交联剂优选为硼酸与氯化铝的组合物，硼酸和氯化铝的摩尔比为2～5：1.5～3；
（2）初生纤维制备：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.01～0.08mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型；凝固浴的主要成分是硫酸钠和氢氧化钠，凝固浴中的比重控制在1.270～1.299g/ml，氢氧化钠在凝固浴液中的浓度为10～40g/L，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留10～25s，制得初生纤维；
（3）后处理：将初生纤维经中和、湿热牵伸、水洗、干热牵伸及热处理后，制得可溶性细旦PVA纤维。
上述可溶性细旦PVA纤维在制备油气田压裂液中的用途。
优选的，上述可溶性细旦PVA纤维切短至2～50mm。
进一步，上述PVA纤维的质量浓度为0.1～3.0%。
本发明油气田压裂液可以是任何常规的压裂液，优选水基型压裂液，水基型油气田压裂液通常包括稠化剂和交联剂，还会在压裂施工后期添加破胶剂；稠化剂用以提高压裂液的粘度，降低压裂液的滤失，悬浮和携带支撑剂，常用稠化剂为胍胶，本发明的PVA纤维添加到油气田压裂液后，可以不用或少用稠化剂。
优选的，交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合。
进一步，破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、酶或者酸的胶囊、生物酶或有机酸中的一种或几种组合。
根据本发明的一个实施方案，上述水基型油气田压裂液中还可以添加粘土稳定剂、助排剂、杀菌剂、起泡剂、消泡剂、破乳剂等助剂。粘土稳定剂能防止油气层中粘土矿物水化膨胀和分散运移，可以是氯化钾、阴离子表面活性剂。杀菌剂的加入既可保持胶液表面的稳定性又能防止地层内细菌的生长，如氯气、季铵盐。助排剂是为了降低压裂液的表面张力或油水界面张力，增大与岩石的接触角，降低压裂液返排时遇到的毛管阻力，如十二烷基硫酸钠。起泡剂的作用是，给地层提供一定的动力，将助排液体从地层中返排出来，如阳离子表面活性剂。
根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维添加到油气田压裂液中的方式，可以是只在压裂准备期加入，也可以同时在压裂前期、压裂中期及压裂尾期分步将PVA纤维添加到压裂液中。
上述可溶性细旦PVA纤维在制备油气田压裂暂堵剂中的用途。
上述可溶性细旦PVA纤维长度为2～50mm。
进一步，上述PVA纤维的质量浓度为0.2～2.5%。
所述油气田暂堵剂为任何常规的暂堵剂，暂堵剂中还必须包含稠化剂、交联剂和酸；稠化剂通常为胍胶，使用了本发明PVA纤维的暂堵剂，可以大大减少胍胶的用量，交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合，酸为柠檬酸、硫酸、盐酸、醋酸中的一种或几种组合；暂堵剂中还可以添加pH调节剂等其它助剂。将本发明纤维用于油气田暂堵剂后，更有利于堵住老裂缝，裂开新裂缝，在原来暂堵剂的基础上明显提高地层压力（一般至少提高6MPa），使油气井增产2倍以上。
上述可溶性细旦PVA纤维在制备油气田固井剂中的用途。
上述可溶性细旦PVA纤维长度为2～50mm。
进一步，上述PVA纤维的质量浓度为0.2～3.0%。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明提供的PVA纤维线密度小、分散性好可达1级，在用于油气田压裂、油气田压裂暂堵及油气田固井中时，纤维的能够更均匀地分散到基液中，提高其压裂、暂堵及固井的性能。
2.本发明提供的PVA纤维可以在20～100℃的水中溶解，其具有在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为60%以上，继续在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99%以上的溶解特点，在用于油气田压裂、油气田压裂暂堵及油气田固井时，能够在一定时间内很好地发挥压裂携砂、压裂暂堵或固井作用，又能在需要的时候完全溶解，随着基液及时返排回地面，从而大大促进油气田增产。
3.本发明提供的PVA纤维用于油气田领域可以减少常规增稠剂胍胶的用量，降低对地层的伤害，其同时具有可降解性能，用于油气田领域不会对环境造成新的污染。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
在以下的实施例中，纤维线密度、干断裂强度参照GB/T14462－1993执行；纤维分散性参照Q/SH 1115 221-2012执行。
PVA纤维溶解度S的测试：称取本发明所述PVA纤维5g，在105±3℃的烘箱内烘至恒重，冷却、称重。然后将试样放入装有90℃恒温水浴的烧杯中，烧杯内恒温水共计500ml，采用人工玻棒搅拌一定时间，最后用已知质量的玻璃砂芯坩埚过滤，清洗，烘干，冷却，称量，计算PVA纤维的水溶解度S。
S=(Mb-Ma)/Mb×100%
其中，Mb为处理前纤维质量，Ma为处理后纤维质量。
实施例1，采用如下步骤制备PVA纤维：
（1）纺丝原液的制备：将聚合度为1700，醇解度为99.0(mol)%的PVA、交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为15%，交联剂的添加量为PVA质量的1.5%，将原液升温至100℃，保持压力0.5MPa，溶解5小时即进入纺丝工序。此时取部分纺丝原液，降温至50℃，测试其粘度为8000mPa·s。交联剂为硼酸与氯化铝的组合物，硼酸和氯化铝的摩尔比为3.5：1.8。
（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.02mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型。凝固浴的主要成分是硫酸钠和氢氧化钠，凝固浴的比重为1.270～1.299g/ml，氢氧化钠在凝固浴液中的浓度为30g/L，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留18s，制得初生纤维。
（3）后处理：将初生纤维经中和、湿热牵伸、水洗、干热牵伸及热处理后，制得可溶性细旦PVA纤维。
制得的可溶性细旦PVA纤维线密度为0.3dtex，干断裂强度5.5cN/dtex；分散性1级，可溶于60～100℃的水中，所述PVA纤维在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为68%，在80℃的水中继续溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99.6%。
实施例2，采用如下步骤制备PVA纤维：
（1）纺丝原液的制备：将聚合度为2000，醇解度为90.0(mol)%的PVA、交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为14%，交联剂的添加量为PVA质量的1.0%，将原液升温至100℃，保持压力0.6MPa，溶解6小时即进入纺丝工序。此时取部分纺丝原液，降温至50℃，测试其粘度为12000mPa·s。交联剂为硼酸与氯化铝的组合物，硼酸和氯化铝的摩尔比为3.0：2.5。
（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.05mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型。凝固浴的主要成分是硫酸钠和氢氧化钠，凝固浴的比重为1.278g/ml，氢氧化钠在凝固浴液中的浓度为20g/L，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留15s，制得初生纤维。
（3）后处理：将初生纤维经中和、湿热牵伸、水洗、干热牵伸及热处理后，制得可溶性细旦PVA纤维。
制得的可溶性细旦PVA纤维线密度为0.45dtex，干断裂强度6.8cN/dtex；分散性2级，可溶于60～100℃的水中，所述PVA纤维在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为66%，在80℃的水中继续溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99.2%。
实施例3，采用如下步骤制备PVA纤维：
（1）纺丝原液的制备：将聚合度为1300，醇解度为99.9(mol)%的PVA、交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为16%，，交联剂的添加量为PVA质量的1.6%，将原液升温至100℃，保持压力0.5 MPa，溶解5小时即进入纺丝工序。此时取部分纺丝原液，降温至50℃，测试其粘度为15000mPa·s。交联剂为硼砂与氯化铝的组合物，硼砂和氯化铝的摩尔比为2.8：1.5。
（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.06mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型。凝固浴的主要成分是硫酸钠和氢氧化钠，凝固浴的比重为1.292g/ml，氢氧化钠在凝固浴液中的浓度为14g/L，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留15s，制得初生纤维。
（3）后处理：将初生纤维经中和、湿热牵伸、水洗、干热牵伸及热处理后，制得可溶性细旦PVA纤维。
制得的可溶性细旦PVA纤维线密度为0.55dtex，干断裂强度7.2cN/dtex；分散性2级，可溶于60～100℃的水中，所述PVA纤维在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为69%，在80℃的水中继续溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99.6%。
实施例4，采用如下步骤制备PVA纤维：
（1）纺丝原液的制备：将聚合度为2400，醇解度为95(mol)%的PVA、交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为17%，交联剂的添加量为PVA质量的1.3%，将原液升温至100℃，保持压力0.5MPa，溶解4小时即进入纺丝工序。此时取部分原液降温至50℃，测试其粘度为18000mPa·s。交联剂为硫酸锌。
（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.05mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型。凝固浴的主要成分是硫酸钠和氢氧化钠，凝固浴的比重为1.285g/ml，氢氧化钠在凝固浴液中的浓度为12g/L，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留12s，制得初生纤维。
（3）后处理：将初生纤维经中和、湿热牵伸、水洗、干热牵伸及热处理后，制得可溶性细旦PVA纤维。
制得的可溶性细旦PVA纤维线密度为0.55dtex，干断裂强度7.0cN/dtex；分散性2级，可溶于60～100℃的水中，所述PVA纤维在80℃的水中溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为65%，在80℃的水中继续溶解30分钟，测试PVA纤维的溶解度S为 99.3%。
实施例5，将实施例1制备的可溶性细旦PVA纤维切短至12mm，添加到油气田压裂液中分散均匀，用于油气田的压裂，所添加的PVA纤维在压裂液中的质量浓度为1.2%。油气田压裂液可以是任何常规的压裂液，优选水基型压裂液，水基型油气田压裂液通常包括稠化剂和交联剂，还会在压裂施工后期添加破胶剂；稠化剂用以提高压裂液的粘度，降低压裂液的虑失，悬浮和携带支撑剂，常用稠化剂为胍胶，本发明的PVA纤维添加到油气田压裂液后，可以不用或少用稠化剂。交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合。破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、酶或者酸的胶囊、生物酶或有机酸中的一种或几种组合。
根据本发明的一个实施方案，上述水基型油气田压裂液中还可以添加粘土稳定剂、助排剂、杀菌剂、起泡剂、消泡剂、破乳剂等助剂。粘土稳定剂能防止油气层中粘土矿物水化膨胀和分散运移，可以是氯化钾、阴离子表面活性剂。杀菌剂的加入既可保持胶液表面的稳定性又能防止地层内细菌的生长，如氯气、季铵盐。助排剂是为了降低压裂液的表面张力或油水界面张力，增大与岩石的接触角，降低压裂液返排时遇到的毛管阻力，如十二烷基硫酸钠。起泡剂的作用是，给地层提供一定的动力，将助排液体从地层中返排出来，如阳离子表面活性剂。
根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维添加到油气田压裂液中的方式，可以是只在压裂准备期加入，也可以同时在压裂前期、压裂中期及压裂尾期分步将PVA纤维添加到压裂液中。
实施例6，将实施例1、2制备的可溶性细旦PVA纤维按照质量比1：1混合，并切短至6mm，添加到油气田压裂暂堵剂中，用于油气田的压裂暂堵，所添加的PVA纤维在压裂暂堵剂中的质量浓度为1.5%。本发明油气田暂堵剂为任何常规的暂堵剂，暂堵剂中还必须包含稠化剂、交联剂和酸；稠化剂通常为胍胶，使用了本发明PVA纤维的暂堵剂，可以大大较少胍胶的用量，交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合，酸为柠檬酸、硫酸、盐酸、醋酸中的一种或几种组合；暂堵剂中还可以添加pH调节剂等其它助剂。将本发明纤维用于油气田暂堵剂后，更有利于堵住老裂缝，裂开新裂缝，在原来暂堵剂的基础上明显提高地层压力（一般至少提高6MPa），使油气井增产2倍以上。
实施例7，将实施例3、4制备的可溶性细旦PVA纤维按照质量比1：1：0.5的比例混合，并将纤维切短至25mm，添加到油气田固井剂中，用于油气田的固井，所添加的PVA纤维在固井剂中的质量浓度为2.0%。

Claims (5)

1.一种可溶性细旦PVA纤维，其特征在于：所述PVA纤维单纤线密度为0.1～1.0dtex，干断裂强度≥4cN/dtex，具有溶于20～100℃水中的性质，所述PVA纤维采用聚合度1000～2500、醇解度88.0～99.9mol％的PVA为原料经纺丝制得；所述纺丝包括纺丝原液的制备、初生纤维制备及后处理步骤，所述纺丝原液的制备是将聚合度为1000～2500、醇解度为88.0～99.9mol％的PVA与交联剂搅拌混合后溶于水中配成纺丝原液，所述交联剂为硼酸与氯化铝的组合物，硼酸和氯化铝的摩尔比为2～5：1.5～3。
2.如权利要求1所述可溶性细旦PVA纤维，其特征在于：所述初生纤维制备是将PVA原液从喷丝头小孔通过孔径为0.01～0.08mm的喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型；凝固浴含硫酸钠和氢氧化钠。
3.如权利要求1或2所述可溶性细旦PVA纤维在制备油气田固井剂中的用途。
4.如权利要求3所述的用途，其特征在于：所述可溶性细旦PVA纤维的质量浓度为0.2～3.0％。
5.如权利要求3所述的用途，其特征在于：所述可溶性细旦PVA纤维长度为2～50mm。
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CN111058103B (zh) * 2019-12-26 2023-10-10 东华大学 一种交联大分子氢键复合物纤维的制备方法
CN111807781B (zh) * 2020-06-28 2021-11-30 江阴市新远见工程有限公司 一种高黏结性纤维增强混凝土及其加工工艺
CN114875520B (zh) * 2022-06-10 2023-11-17 山东省科原石油科技有限责任公司 一种水溶性压裂暂堵剂及其制备方法
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102433599B (zh) * 2010-09-29 2015-03-11 中国石油化工集团公司 一种水溶性聚乙烯醇短纤维及其制备方法和用途
CN103388189B (zh) * 2012-05-10 2015-09-30 中国石油化工集团公司 一种细旦或超细旦聚乙烯醇纤维及其制备方法
CN102925133B (zh) * 2012-10-16 2014-11-26 中国石油天然气股份有限公司 用于控制裂缝延伸高度的压裂液和压裂方法
CN103725277B (zh) * 2013-12-18 2016-03-16 四川省博仁达石油科技有限公司 一种纤维复合暂堵剂
CN105239186B (zh) * 2015-10-28 2017-06-06 东华大学 一种水溶性聚乙烯醇纤维及其制备方法

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