CN1927992A - 一种油田化学防砂用树脂纤维的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油田压裂防砂施工的油田化学防砂用树脂纤维的制备方法，该方法是在筛选出合适的纤维、树脂种类和偶联剂的基础上，对纤维进行表面处理，合成一种在地层温度下可以与树脂砂有机结合在一起并具有良好防砂性能的树脂纤维。本发明构思新颖，设计合理，易于实施，利用本发明提供的方法制备出来的防砂用树脂纤维可以与树脂砂进一步制备纤维和树脂砂复合体，其间胶结形成三维网络结构的固结体，大幅度提高抗压、抗折强度和韧性，有利于提高油、水井压裂防砂效果，延长有效期。

Description

一种油田化学防砂用树脂纤维的制备方法

技术领域：

本发明涉及一种用于油田压裂防砂施工材料的制备方法，属油田化学类。

背景技术：

随着油田开发时间的延长，油、水井出砂状况日趋严重，对其正常生产、注水构成不良影响。为此，油、水井压裂防砂施工井次日渐增多。然而，目前现场在压裂防砂施工中发现，现有的纤维防砂技术存在着成功率低、有效期短、不能有效提高纤维和树脂砂复合体的抗压强度和抗折强度等问题，因而对防砂效果造成一定影响。由于表面未覆树脂的纤维和树脂砂表面是性质完全不同的两种物质，将纤维混入树脂砂中，形成的纤维复合砂在胶联性能上存在缺陷，性能不稳定，不能有效地形成三维立体网状结构，即使形成了网状结构，也存在着有效期短这一突出的缺点。

发明内容：

本发明目的在于提供一种能够制备出可以最大限度提高纤维和树脂砂复合体强度和韧性、提高防砂效果、延长防砂有效期的油田化学防砂用树脂纤维的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：此种方法是在筛选出合适的纤维、树脂种类和偶联剂的基础上，对纤维进行表面处理，合成一种在地层温度下可以与树脂砂有机结合在一起并具有良好防砂性能的树脂纤维。该方法的实施步骤和技术要点如下：

1、纤维种类的选择：

①纤维种类的初选：从众多种类的天然纤维和人造纤维中，考虑密度、直径和成本等多种因素，选择聚丙烯纤维、杜拉纤维、金属纤维、植物纤维、碳纤维、玻璃纤维、棉制纤维、麻纤维、棕纤维、塑料纤维等作为筛选的对象；将纤维加工成4～20mm长，分别与自来水、污水、干支撑剂和湿支撑剂混合，室温下充分震荡15min后，静止观察纤维的分散情况和悬浮情况；根据分散性的好坏初步确定选用聚丙烯纤维、杜拉纤维、金属纤维、植物纤维、塑料纤维进行下一步的纤维种类复选试验；

②纤维种类的优选：将初步筛选的几种纤维与树脂砂均匀混合，在加量为1％的条件下，在60℃水中固化48小时后，测定固结体的抗压(折)强度，确定选用聚丙烯纤维、杜拉纤维、塑料纤维三种纤维；

2、纤维直径的优选：将初选的纤维加工成不同长度，在加量为1％的条件下，与树脂砂混合后放入自来水中，充分震荡15min后，静止观察纤维的分散情况和悬浮情况，根据分散性的好坏对比优选出聚丙烯纤维的直径应为0.2-0.5mm，与树脂砂粒径相当；

3、纤维长度的确定：将加量为1％、长度分别为2mm、4mm、8mm、12mm和16mm的纤维和树脂砂混合均匀后，制成纤维复合体，待固结后测定其抗压(抗折)强度，表明在4.0-12.0mm时固结体强度较好，确定纤维长度为4.0-12.0mm；

4、纤维的处理：

①纤维的预处理：在室温下将选定的纤维浸入到不同浓度的活性剂(偶联剂、交联剂)溶液中，然后自然晾干，用带有塑料内袋的纺织袋包装后储存于通风良好的仓库中备用；

②纤维的表面处理：

1)偶联剂处理：在室温下，将纤维浸入到不同浓度的A1100型硅烷偶联剂溶液中，然后自然晾干，再以加量1％树脂纤维和支撑剂树脂砂充分混合，并用10％树脂液体浸湿，制成纤维复合体，待其固结后，测其抗压和抗折强度。实验表明，选用浓度2％-6％的处理液对纤维进行处理，其抗压强度可以提高29.9％；

2)树脂液处理：树脂液可采用改性环氧树脂、呋喃树脂、酚醛树脂制成，在室温下，将树脂液浸沾或涂敷于纤维上，然后自然晾干，再以1.5％的加量和脂砂均匀混合，经树脂液处理过的纤维的固结体，其抗压和抗折强度增加15-18％，即可用于压裂防砂施工时随压裂液挤入油水井地层，达到防砂目的。

本发明构思新颖，设计合理，易于实施，利用本发明提供的方法制备出来的防砂用树脂纤维可以与树脂砂进一步制备纤维和树脂砂复合体，其间胶结形成三维网络结构的固结体，大幅度提高抗压、抗折强度和韧性，有利于提高油、水井压裂防砂效果，延长有效期3-6个月。

Claims (4)

1、一种油田化学防砂用树脂纤维的制备方法，其特征在于：该方法是在筛选出合适的纤维、树脂种类和偶联剂的基础上，对纤维进行表面处理，合成一种在地层温度下可以与树脂砂有机结合在一起并具有良好防砂性能的树脂纤维；该方法的实施步骤和技术要点如下：

1、纤维种类的选择：

①纤维种类的初选：从众多种类的天然纤维和人造纤维中，考虑密度、直径和成本等多种因素，选择聚丙烯纤维、杜拉纤维、金属纤维、植物纤维、碳纤维、玻璃纤维、棉制纤维、麻纤维、棕纤维、塑料纤维等作为筛选的对象；将纤维加工成4～20mm长，分别与自来水、污水、干支撑剂和湿支撑剂混合，室温下充分震荡15min后，静止观察纤维的分散情况和悬浮情况；根据分散性的好坏初步确定选用聚丙烯纤维、杜拉纤维、金属纤维、植物纤维、塑料纤维进行下一步的纤维种类复选试验；

②纤维种类的优选：将初步筛选的几种纤维与树脂砂均匀混合，在加量为1％的条件下，在60℃水中固化48小时后，测定固结体的抗压、抗折强度，确定选用聚丙烯纤维、杜拉纤维、塑料纤维三种纤维；

2、纤维直径的优选：将初选的纤维加工成不同长度，在加量为1％的条件下，与树脂砂混合后放入自来水中，充分震荡15min后，静止观察纤维的分散情况和悬浮情况，根据分散性的好坏对比优选出聚丙烯纤维的直径应为0.2-0.5mm，与树脂砂粒径相当；

3、纤维长度的确定：将加量为1％、长度分别为2mm、4mm、8mm、12mm和16mm的纤维和树脂砂混合均匀后，制成纤维复合体，待固结后测定其抗压、抗折强度，表明在4.0-12.0mm时固结体强度较好，确定纤维长度为4.0-12.0mm；

4、纤维的处理：

①纤维的预处理：在室温下将选定的纤维浸入到不同浓度的活性剂溶液或溶剂中，然后自然晾干，用带有塑料内袋的纺织袋包装后储存于通风良好的仓库中备用；

②纤维的表面处理：

1)偶联剂处理：在室温下，将纤维浸入到偶联剂溶液中，然后自然晾干，再以加量1％树脂纤维和支撑剂树脂砂充分混合，并用10％树脂液体浸湿，制成纤维复合体，待其固结后，测其抗压和抗折强度，实验表明，选用浓度2％-6％的处理液对纤维进行处理，其抗压强度可以提高29.9％；

2)树脂液处理：树脂液可采用改性环氧树脂、呋喃树脂、酚醛树脂制成，在室温下，将树脂液浸沾或涂敷于纤维上，然后自然晾干，再以1.5％的加量和支撑剂树脂砂均匀混合，经树脂液处理过的纤维的固结体，其抗压和抗折强度增加15-18％，即可用于压裂防砂施工时随压裂液挤入油水井地层，达到防砂目的。