WO2018026301A1 - Well treatment method using polymeric fibres - Google Patents
Well treatment method using polymeric fibres Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018026301A1 WO2018026301A1 PCT/RU2016/000516 RU2016000516W WO2018026301A1 WO 2018026301 A1 WO2018026301 A1 WO 2018026301A1 RU 2016000516 W RU2016000516 W RU 2016000516W WO 2018026301 A1 WO2018026301 A1 WO 2018026301A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fibers
- fiber
- composition
- sizing agent
- oil
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 253
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 125
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 101
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 41
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 32
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 30
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 26
- -1 carboxymethyl hydroxypropyl Chemical group 0.000 claims description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 17
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 12
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 10
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 10
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 9
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 7
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 7
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 7
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 7
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 5
- 229920006221 acetate fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 229940105329 carboxymethylcellulose Drugs 0.000 claims description 5
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 5
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 5
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 5
- 229920013818 hydroxypropyl guar gum Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims description 5
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims description 5
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 claims description 3
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims description 3
- GBNDTYKAOXLLID-UHFFFAOYSA-N zirconium(4+) ion Chemical class [Zr+4] GBNDTYKAOXLLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 241000758789 Juglans Species 0.000 claims 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 claims 2
- 210000004013 groin Anatomy 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 24
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 18
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 14
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000169624 Casearia sylvestris Species 0.000 description 1
- PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N Cellulose, microcrystalline Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 PTHCMJGKKRQCBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002785 Croscarmellose sodium Polymers 0.000 description 1
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Polymers OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 208000002565 Open Fractures Diseases 0.000 description 1
- 101000972349 Phytolacca americana Lectin-A Proteins 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- 229920004935 Trevira® Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229920001688 coating polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012053 oil suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- D06M13/02—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with hydrocarbons
Definitions
- the present technical solution relates to the field of oil and gas production, namely to hydraulic fracturing, as well as to a composition for use in hydraulic fracturing operations, a fiber coated with a sizing agent for use in said composition, and also to a method for producing said fiber .
- Hydrocarbon production from unconventional fields for example, oil and gas low permeability reservoirs, such as shale reservoirs, dense sandstones, limestones, etc., has become relevant in the extraction of energy resources and this sector has been demonstrating a growing demand for technology in recent years.
- oil and gas low permeability reservoirs such as shale reservoirs, dense sandstones, limestones, etc.
- Hydraulic fracturing is a widespread method of stimulating oil and gas production. At the same time, long permeable cracks are created in the reservoir, which increases the inflow area and the flow rate of the well. In order for the resulting hydraulic fracture to remain open and permeable to fluids, proppant (proppant) is introduced into it.
- proppant proppant
- the choice of a fluid system is responsible for creating a crack with a certain length and placing proppant in it.
- fibers as a proppant transfer enhancing element in a low viscosity fluid system can significantly improve the horizontal and vertical proppant distribution in the fracture created.
- a low-viscosity fluid is responsible for the length and branching of the fracture system, and the suspension of fibers provides sufficient proppant transfer for optimal placement of proppant throughout the volume of the network of branched cracks.
- the tendency to plug cracks in the fiber flow is a negative feature when it comes to hydraulic fracturing stimulation of low permeability reservoirs.
- the reason is that the low viscosity of the carrier fluid and the small width of the formed cracks enhances the clogging properties of the fiber material.
- the maximum efficiency of hydraulic fracturing treatment when using a low-viscosity hydraulic fracturing carrier fluid is achieved if the fiber suspension has a minimal tendency to plug formation cracks (channels).
- Treatment fluid which describes a solution to improve proppant transfer in low-viscosity liquids by adding modified polymer fibers containing the composition of the silicone material by weight from 0.1 to 20%, which helps to control the deposition rate of proppant and to avoid the tendency to clog cracks.
- the specified modification of the fibers with silicone material is a process that requires the use of special equipment and materials in the manufacture of fibers, which leads to a change in the technology of fiber production, and increases the energy and labor costs for the manufacture of fibers.
- Premature decomposition of the fluid causes a sharp drop in the transport properties of the fluid and the impossibility of further work and / or a decrease in the efficiency of hydraulic fracturing.
- the addition of fibers to highly viscous liquids consists in an additional improvement in transport properties and prevention of rapid proppant sedimentation under static conditions, i.e. after uploading.
- the prevention of rapid subsidence is caused, first of all, by the relatively large height of the cracks obtained as a result of the use of highly viscous fluids. In high viscosity fracturing fluids, clogging of cracks with fibers occurs at lower injection rates than in low viscosity fluids.
- Chemical sizing is used in the textile industry to turn yarn or finished fabric into useful material. This kind of surface treatment is done after dyeing the yarn / fabric to improve appearance, antistatic properties, or to improve the tactile sensations of the treated tissue.
- the present disclosure proposes the use of a polymer fiber coated with a sizing agent comprising a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the present disclosure provides improved dispersibility of the fibers in the carrier fluid in the hydraulic fracturing composition, improved proppant transfer by the suspension of the fibers in the fractures, improved dispersibility of the hydraulic fracturing composition in the fractures, reduced clogging of the fractures with the fibers, increases the area of flow of formation fluids into the fractures, which increases the effectiveness of the method of hydraulic fracturing and increases the flow rate of the well, while the present disclosure has ease of implementation, not requiring significant energy or labor costs, and also reduces the resource requirements of the equipment used for hydraulic fracturing (hydraulic fracturing), which reduces energy consumption for the implementation of hydraulic fracturing.
- the present disclosure comprises a polymer fiber for use in a fracturing composition.
- the fiber is coated with a sizing agent, which includes a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the present disclosure comprises a fracturing composition.
- the composition contains: carrier fluid
- polymer fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on these oils, having a viscosity index greater than 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the present disclosure comprises a hydraulic fracturing method.
- the method comprises the steps of:
- the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the present disclosure comprises a method for producing polymer fibers for use in a fracturing composition.
- the method comprises the steps of:
- the sizing agent comprising a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof,
- the present disclosure comprises a polymer fiber for use in a fracturing composition obtained by the method of any one of claims. 36-42, wherein the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- A illustrates the dispersion of a fracturing composition containing untreated fibers in a fracture
- B illustrates dispersing a fracturing composition containing fibers coated with a sizing agent in a fracture of a formation.
- the propagation (filling) of hydraulic fractures by a composition containing a low-viscosity carrier fluid differs from the process of fracturing fractures by a composition containing a highly viscous (cross-linked) carrier fluid.
- the benefits of low viscosity carrier fluids are especially relevant for stimulating shale deposits.
- a fracture in the formation creates a much lower and narrower, but longer and branched one, i.e. in fact, the contact area of the bottomhole zone and the reservoir increases.
- the higher the viscosity of the liquid system the wider, higher, and shorter the crack is created, and the lower the viscosity, the lower the crack, the longer.
- a higher (3-5 times) injection speed is maintained compared to the injection of compositions containing highly viscous carrier fluids.
- Proppant concentration the higher the proppant concentration, the worse the proppant transfer and the less branched fracture geometry.
- Proppant particle size the smaller, the better the transfer and more uniform filling of the crack.
- the clogging of cracks with fibers in low viscosity fluids is higher than in high viscosity fluids (crosslinked gels) due to the lower viscosity of the fluid and the smaller width of the crack.
- Fiber concentration the risk of clogging increases with its increase.
- Fiber dispersion uniformity Dispersion deterioration causes an increase in local fiber concentrations.
- the sizing agent for applying to the fibers should create a uniform a coating resistant in a wide temperature range, providing a slippery surface that can reduce the adhesion of fibers, improve their dispersibility.
- polymer fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on the specified oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, have a uniform coating, have improved dispersible properties in the carrier fluid, show a reduced tendency to adhesion between the fibers themselves, as well as between the fibers and any surfaces with which they come into contact during injection into the reservoir, and so on at the same time, the likelihood of formation of bundles of fibers that can plug the fracture is reduced, such fibers provide improved proppant transfer to the fractures, improve the dispersibility of the fracturing composition in the reservoir fracture, which allows creating an effective fracture system that increases the flow of formation fluids to the bottom of the well, which increases well production and hydraulic fracturing efficiency.
- a sizing agent including a base oil, a lubricant based on the specified oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixture
- the lubricity of the oil is closely related to the viscosity values of the oils. For example, an oil having a viscosity as low as possible allows two surfaces not to touch. If the value of the oil viscosity is too low, the surfaces come into contact and the friction increases, if the value of the oil viscosity is too high, friction losses occur and a negative effect on the uniformity of the surface coating with oil is possible.
- Oil viscosity index is a relative value showing the degree to which oil viscosity changes with temperature. The higher the oil viscosity index value, the lower the oil viscosity is temperature dependent.
- base oils are divided into five groups according to their inherent viscosity index.
- Base oils of the first and second groups have a viscosity index value of less than 120, which characterizes a large dependence of the viscosity of these oils on temperature.
- Base oils of the third, fourth and fifth groups are characterized by a viscosity index of at least 120, which means that the viscosity of these oils is subject to relatively small changes in a wide temperature range, which allows the use of these oils in a wide temperature range.
- Oils of the third group are obtained by the method of catalytic hydrocracking, and contain a relatively large proportion of saturated hydrocarbons (CAS number # 64742-54-7).
- the oils of the fourth group are synthetic oils based on polyalphaolefins, (CAS # 68649-12-7, CAS # 68649-l l-6), the oils of the fifth group are synthetic oils, including polyalkylene glycols, polyesters, and more.
- lubricant means a lubricant product based on the specified oil, which may contain various additives known to specialists in the field of technology, the lubricant may also include a base oil mixed with non-aqueous diluent known to a person skilled in the technical field, and with the viscosity index for the resulting solution is at least 120. Saturated and unsaturated hydrocarbons of a number of alkanes and alkenes with a carbon chain length are primarily used as diluents and at least 5 (pentane, hexane, etc.). It is paramount to coat the fibers with undiluted oils or lubricants having a viscosity index of at least 120, as determined according to ASTM D2270.
- the sizing agent may include a base oil with a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, in another embodiment, the sizing agent may include a lubricant based on said base oil or a mixture of a lubricant and a base oil .
- the sizing agent may be selected from mineral oil, synthetic oil, or mixtures thereof.
- the sizing agent may have a viscosity in the range of 2-40 cSt at 40 ° C.
- Fibers suitable for processing with a sizing agent can be any polymer fibers used to create compositions for hydraulic fracturing and well-known specialist in the field of technology.
- fibers can be made of polyesters (polylactide, polyglycolide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamides (nylon-6, nylon-6.6, nylon-12, etc.), polyolefins (polypropylene, polyethylene etc.), cellulose fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof.
- the fibers may be selected from degrading or non-degrading fibers, or mixtures thereof.
- the fibers may be of direct or indirect shape, or may be a mixture of direct and indirect fibers.
- the fibers can have the following dimensions: a diameter in the range of from about 3 to about 40 microns, especially from about 3 to about 7 microns, a length in the range of from about 3 to about 12 mm, especially from about 3 to about 6 mm.
- Fibers can be selected from single component fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers, or mixtures thereof.
- the fibers according to the present disclosure are polylactides, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cellulosic or viscose fibers. These fibers are most effective in improving the transport properties of the carrier fluid in the composition for hydraulic fracturing and economic feasibility.
- the value of the mass fraction of the coating from the sizing agent on the fibers, calculated on the total weight of the fibers, is selected from the range of effective values of the mass fraction of the coating.
- range of effective values of the mass fraction of the coating refers to those values at which the fibers coated with a sizing agent exhibit improved properties that lead to a decrease in the tendency to clog channels.
- polymer fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on the specified oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, exhibit improved properties already at about 0.5% of the mass, to at least about 50% of the mass of the coating, based on the total weight of the fibers.
- the mass fraction of coating of the sizing agent on the fibers is equal to from about 1% of the mass, calculated on the total mass of fibers and up to about 30% of the mass. At values of more than 50% of the mass, based on the total weight of the fibers, no further improvement in properties is observed.
- range of effective coating values a range of from about 0.5% by weight to at least about 50% by weight of the coating sizing agent, based on the total fiber weight, mainly from about 1%, can be characterized mass, up to about 30% of the mass, calculated on the total weight of the fibers.
- the method for producing polymer fibers according to the disclosure comprises the following steps.
- the coating agent may be a sizing agent coating roller.
- the specified roller is immersed in a sizing agent, while coating the fiber with the specified sizing agent by rolling the roller through the fiber.
- the coating can also be carried out by spraying the sizing agent on the fiber, where the coating agent is a spraying device for applying the sizing agent, for example, a nozzle, a spray gun and the like.
- the temperature of application of the sizing agent does not exceed the glass transition temperature of the fiber material (for example, if the polymer fiber is polyester (polylactide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate), then the temperature of application of the sizing agent does not exceed 40-70 degrees Celsius).
- the coating agent may be a container with a sizing agent, wherein said fiber is coated with a sizing agent by immersing said fiber in a container with a sizing agent, and the fiber is mixed vigorously in said container, and then the fibers coated with the sizing agent are discharged. If there is an excess of the sizing agent deposited on the fibers, then it can be removed by pressing.
- the selected type of fiber polyamide (nylon-6, nylon-6.6), polyolefin (polyethylene, polypropylene) and cellulose (including viscose), polyester (polylactides, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate) do not affect the properties of the final coating from sizing agent, as well as the content of the achieved final coating on the fiber.
- the coated fiber from the sizing agent is dried, and the drying temperature of the coated fiber from the sizing agent affects the achievement of optimal dispersibility properties of the obtained fibers in the carrier fluid and is set at least 20 degrees Celsius below the melting temperature of the fiber material.
- Mixing, unloading, drying and, in some cases, spinning of the fibers can be carried out by any means known to the person skilled in the art, such as mixers, screw conveyors, rollers, drying ovens, spinning devices, and the like.
- the coating of the fibers can be carried out at the final stages in the industrial production of fibers, when devices known in the industry are used to coat / lubricate the fibers.
- coating of the sizing agent on the fibers can be carried out when preparing the fracturing composition before pumping the composition into the well.
- Polymer fibers coated with the aforementioned sizing agent can be successfully used in hydraulic fracturing compositions.
- the fracturing composition according to the present disclosure includes a carrier fluid, proppant, and polymer fibers, wherein said fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 at definition according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 at definition according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the carrier fluid can be a low viscosity fluid, which can be water, an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, a suspension of polyacrylonitrile, as well as derivatives thereof known to those skilled in the art .
- a low viscosity fluid can be water, an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, a suspension of polyacrylonitrile, as well as derivatives thereof known to those skilled in the art .
- the carrier fluid may also be a highly viscous carrier fluid known to a person skilled in the art, which can be used the above aqueous solutions of polymers with a crosslinking agent based on boric acid, soluble salts of zirconium (IV) and aluminum (III), or combinations thereof.
- the viscosity of the carrier fluid can lie in the range: for low-viscosity (non-crosslinked) fluids - from about 1 ⁇ 10 "3 Pa - s to about 5 ⁇ 10 " 2 Pa - s, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 ⁇ 10 " 3 Pa s to about 3.5 ⁇ 10 "2 Pa s, and above all, from 2 ⁇ 10 " 3 Pa s to 2 - 10 "2 Pa s, for highly viscous (crosslinked) liquids - from about 1 - 10 " 1 Pa s to about 20 Pa s, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 10 " 1 Pa s to about 5 10 "1 Pa s, and above all, from about 2 ⁇ 10 " 'Pa s to about 3 10 "1 Pa s.
- Proppant for filling cracks during hydraulic fracturing must have high mechanical strength and not collapse under conditions of volumetric compression under the action of pressure of overlying rocks.
- particles of any material that is typically used as a proppant in the technical field can be used.
- materials such as ceramics, sand, bauxite, glass, walnut shells, polymer proppant or mixtures thereof can be used.
- Proppant materials can vary in density from about 2.4 to 3.8 g / cm 3 , mechanical strength in the range of application of about 300-1,500 atm, particle size from about 0.1-2 mm.
- a fracturing composition comprising fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, may further comprise various additives, well-known specialist in the field of technology, according to existing needs.
- the composition may contain a clay stabilizer, antifoam agents, emulsifiers, high temperature stabilizing agents, corrosion inhibitors, etc.
- the hydraulic fracturing method comprises the following steps: pumping the hydraulic fracturing composition containing the aforementioned carrier fluid, proppant, polymer fibers through a borehole into an underground formation, wherein the fibers are coated with a sizing agent, including base oil, lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- a sizing agent including base oil, lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
- the flow rate, the rate of injection of the specified composition into the underground formation is maintained at a level that does not cause plugging of the formation cracks with the injected fluid.
- a specialist in the field of technology on the basis of general knowledge and the prior art, the choice of values of flow rate and injection rate of the composition for hydraulic fracturing, depending on the specific existing conditions and specific operations of hydraulic fracturing.
- any device known to a person skilled in the art can be used.
- This example shows the effectiveness of reducing crack plugging when using a suspension of fibers containing fibers coated with a sizing agent, in comparison with a suspension of fibers containing untreated fibers (see Table 1 below).
- the following oils and lubricants were used as a sizing agent:
- Test conditions for the fiber suspension in the slit channel 1 mm wide slit, loading fibers at a concentration of 2.2 g / l (18 lb / 1,000 gallons).
- the carrier fluid is an aqueous solution of polyacrylamide with a viscosity of not more than 2 ⁇ 10 "2 Pa s at 170 s " 1 and at room temperature.
- Carrier aqueous liquid contains 0.1 wt.% (1 gallon / 1000 gallons) of polyacrylamide polymer.
- Fibers coated with said sizing agents are polyester fibers (polylactic acid fibers (PML) from Trevira GmbH).
- coating polymer fibers including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, reduces the tendency to clog channels when pumping a fiber suspension.
- Table 1 The tendency of a suspension of fibers to clogging the channel.
- polymer fibers when coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, with mass fraction of the coating from about 0.5% of the mass, to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers show a decrease in the tendency of the fibers to clog the channel.
- a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, with mass fraction of the coating from about 0.5% of the mass, to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers show a decrease in the tendency of the fibers to clog the channel.
- the greatest effect is manifested when the mass fraction of coating of the sizing agent on the fibers is equal to from about 1% to about 30% of the mass, calculated on the total weight of the fibers.
- polyester fibers polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate
- polyolefin fibers polyethylene, polypropylene
- cellulose / viscose fibers polyamide fibers (nylon-6, nylon-66, nylon -12) coated with a sizing agent (various oils and lubricants having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof) in an amount of 0.5; 5; 10; 20, 30, 50% by weight, based on the total weight of fibers suspended in low-viscosity and high-viscosity carrier fluids (with proppant and without proppant) when pumped through slits of 1 and 5 mm.
- a sizing agent variantous oils and lubricants having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof
- a suspension was prepared comprising polyester fibers (polylactide) coated with a sizing agent (synthetic transmission oil Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (oilL)) in an amount of 0.5; one; 5; 10; twenty; thirty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide or xanthan gum or carboxymethyl cellulose).
- the fibers of the following geometry were used: 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape.
- the composition was pumped through a 1 mm wide slotted channel (results in Table 2). Table 2.
- a composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape) coated with a sizing agent (oil. M ° 2), in an amount of 1; 5; 10; 20, 30% by weight based on the total weight of the fibers, low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide or xanthan gum or carboxymethyl cellulose; proppant (CarboProp® with an average density of 3.2 g / cm 3 , size 0.4-0.8 diameter mm, concentration 240 g / l).
- the composition was pumped through a slotted channel with a width of 5 mm.
- the results on the example of polylactide fibers (PL A) are shown in Table 3.
- a suspension of polyester fibers was prepared (the results are illustrated by polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape) coated with a sizing agent (oil> G ° 2) in an amount of 1; 5; 10; twenty; 30% by weight based on the total weight of the fibers, in a highly viscous carrier fluid (crosslinked carboxymethyl cellulose gel), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slotted channel.
- a sizing agent oil> G ° 2
- Linear flow rate Linear suspension flow rate, suspension speed, ml / min liquid velocity ml / min liquid through the slit, cm / s slit, cm / s
- a composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (illustrated is an example of polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent (in an amount of 1; 20; 30; 50% by weight based on the total mass of fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide), with CarboISP® proppant (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through the slot 5 mm wide channel.
- a sizing agent in an amount of 1; 20; 30; 50% by weight based on the total mass of fibers
- a low-viscosity carrier fluid aqueous solution of polyacrylamide
- CarboISP® proppant density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l
- a suspension of polyester fibers was prepared (for example, polylactide fiber, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent NGN FUTURE 0W-20 API SN (oil 1 ° 5, polyalphaolefin base, group IV according to API classification ), in the amount of 1; twenty; thirty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slot channel.
- a sizing agent NGN FUTURE 0W-20 API SN (oil 1 ° 5, polyalphaolefin base, group IV according to API classification ), in the amount of 1; twenty; thirty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slot channel
- Example 7 A composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (for example, polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with NGN FUTURE 0W-20 API SN sizing agent (oil ° 5, polyalphaolefin base, group IV according to API classification, number C AS 151006-62-1), in the amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide. A decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a composition containing fibers coated with this sizing agent (results in Table 7).
- a suspension of polyester fibers was prepared (for example, polylactide fiber 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape), sizing with Poly (l, 2-butylene glycol) oil (oil-C ⁇ b, polyalkyl glycol base, group V according to classification API, number C AS 31923-86-1) in the amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slot channel.
- a decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a suspension containing fibers coated with this sizing agent (results in Table 8).
- a composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (for example, polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent Poly (l, 2-butylene glycol) (oil.
- polyester fibers for example, polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape
- a sizing agent Poly (l, 2-butylene glycol) (oil.
- base polyalkyl glycol, group V according to API classification, CAS number 31923-86-1) in an amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with proppant CarboISP (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide. It has been shown to reduce the tendency to clog the channel when pumping a composition containing fibers coated with this sizing agent.
- a low-viscosity carrier fluid aqueous solution of polyacrylonitrile
- proppant CarboISP density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l
- a composition was prepared for hydraulic fracturing, including polypropylene fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape), saponified with the following oils: CheZ oil, oil. Ch ° 5, eb oil, in an amount of 10% by weight based on total fiber mass; in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with the proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 wide mm A decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a composition containing fibers coated with these sizing agents.
- a composition was prepared for hydraulic fracturing containing nylon-6 fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape), sizing with the following oils: oil ⁇ , oil "5, oil ⁇ b, in an amount of 10% by weight, calculated on the total mass of fibers; in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with the proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 wide mm (results in Table 11).
- a composition was prepared for hydraulic fracturing, including viscose fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape), sizing with the following oils: MeZE oil, Oils ⁇ ° 5, eb oil, in an amount of 10% by weight based on the total weight of the fibers; in low viscosity carrier fluid (aqueous solution polyacrylonitrile), with a proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide (see Table 12 )
- the dispersion efficiency of coated fibers of a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, is illustrated. in the composition for hydraulic fracturing during pumping through the formation fracture, in comparison with the untreated fibers in the composition.
- Parameters of the laboratory flow model cell length - 1500 mm, height 400 mm; internal width (distance between walls) - 2 mm, suspension pumping speed (linear flow rate) 0.30 m / s.
- the cell is made of two transparent sheets of plexiglass. The described laboratory conditions allow us to simulate the flow of the suspension during hydraulic fracturing treatment of the rock.
- injection of a composition with raw fibers leads to blockage of the channel in the input region of the slotted channel D 0 .
- polymer fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof have improved dispersibility in a fracture of a formation, and do not form a plugging of a formation crack.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
The present invention relates to the field of oil and gas extraction. Proposed, for use in a composition for hydraulic fracturing, is a polymeric fibre coated with a finishing agent that contains a base oil, a lubricant based on said oil, both having a viscosity index of at least 120 determined according to standard ASTM D2270, or mixtures thereof. Also proposed are a composition for hydraulic fracturing which contains such fibres, a hydraulic fracturing method using said composition, and a method of producing said fibres. The present invention provides for improved dispersibility of the fibres in a carrier fluid, improved proppant transport in the fractures of a formation and reduced bridging of the fractures in the formation by the fibres, as well as increasing inflow area for formation fluids, which increases the effectiveness of the hydraulic fracturing method and improves well yield, and reducing energy expenditure when carrying out the hydraulic fracturing method, while being simple to carry out and not requiring great energy expenditure or labour costs.
Description
ПОЛИМЕРНОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ в композиции для ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, СПОСОБ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ POLYMER FIBER FOR USE in the composition for hydraulic fracturing, a composition for hydraulic fracturing, a method of hydraulic fracturing, a production method
ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН. POLYMER FIBERS.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее техническое решение относится к области добычи нефти и газа, а именно, к гидравлическому разрыву пласта, а также к композиции для использования в операциях гидравлического разрыва пласта, волокну с покрытием из аппретирующего агента для использования в указанной композиции, а также к способу получения указанного волокна. The present technical solution relates to the field of oil and gas production, namely to hydraulic fracturing, as well as to a composition for use in hydraulic fracturing operations, a fiber coated with a sizing agent for use in said composition, and also to a method for producing said fiber .
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ BACKGROUND
Добыча углеводородов из нетрадиционных месторождений, например, нефтяных и газовых низкопроницаемых коллекторов, таких как сланцевые коллекторы, плотные песчаники, известняки, и др. становится актуальным в добыче энергетических ресурсов и этот сектор в последние годы демонстрирует растущий спрос на технологии. Hydrocarbon production from unconventional fields, for example, oil and gas low permeability reservoirs, such as shale reservoirs, dense sandstones, limestones, etc., has become relevant in the extraction of energy resources and this sector has been demonstrating a growing demand for technology in recent years.
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является широко распространенным способом стимуляции нефте- и газо-добычи. При этом в продуктивном пласте создают длинные проницаемые трещины, что повышает площадь притока и дебит скважины. Чтобы полученная трещина ГРП оставалась открытой и проницаемой для флюидов, в нее привносят проппант (расклинивающий агент). Выбор жидкостной системы отвечает за создание трещины с определенной длиной и размещение в ней проппанта. Hydraulic fracturing (Fracturing) is a widespread method of stimulating oil and gas production. At the same time, long permeable cracks are created in the reservoir, which increases the inflow area and the flow rate of the well. In order for the resulting hydraulic fracture to remain open and permeable to fluids, proppant (proppant) is introduced into it. The choice of a fluid system is responsible for creating a crack with a certain length and placing proppant in it.
Известно, что традиционные системы для гидроразрыва пласта основаны на геле в виде сшитого полимера, и такие высоковязкие несущие жидкости применялись для ГРП в различных типах пластов. Для некоторых видов нетрадиционных пластов, такие системы могут также успешно применяться. It is known that conventional fracturing systems are based on a gel in the form of a crosslinked polymer, and such highly viscous carrier fluids have been used for hydraulic fracturing in various types of formations. For some types of unconventional formations, such systems can also be successfully applied.
Жидкостные системы на водной основе благодаря низкой стоимости и простоте в обращении широко используются в технологиях для обработки нетрадиционных пластов. Низкая вязкость таких жидких систем очень полезна для создания протяженных и разветвленных трещин в породе, но при этом способность композиции к переносу проппанта, которая зависит от вязкости несущей жидкости, снижается. В связи с неэффективным переносом проппанта композицией, в
низковязких жидких системах имеет место быстрое осаждение проппанта, что не позволяет доставлять проппант во многие вторичные и третичные трещины. Этот факт отрицательно влияет на дебит простимулированной скважины, поскольку считается, что для нетрадиционных пластов с низкой проницаемостью можно получить приток нефти через создание разветвленной системы соединенных трещин. Максимальный дебит от обработанного пласта получают, если открытые трещины остаются расклинены проппантом и имеют соединение между трещинами. Due to their low cost and ease of use, water-based liquid systems are widely used in technologies for processing unconventional formations. The low viscosity of such fluid systems is very useful for creating extended and branched cracks in the rock, but the ability of the composition to transfer proppant, which depends on the viscosity of the carrier fluid, is reduced. Due to the ineffective proppant transfer by the composition, in low viscosity fluid systems, proppant sedimentation is rapid, which prevents proppant delivery to many secondary and tertiary fractures. This fact negatively affects the flow rate of a stimulated well, since it is believed that for unconventional reservoirs with low permeability, oil flow can be obtained through the creation of a branched system of connected fractures. The maximum flow rate from the treated formation is obtained if open fractures remain proppant-wedged and have a connection between the fractures.
Добавление волокон в качестве элемента усиления переноса проппанта в жидкостной системе с низкой вязкостью может существенно улучшить горизонтальное и вертикальное распределение проппанта в созданной трещине. В подобной жидкостной системе, низковязкая жидкость отвечает за протяженность и разветвленность системы трещин, а суспензия волокон обеспечивает достаточный перенос проппанта для оптимального размещения проппанта по объему сети разветвленных трещин. The addition of fibers as a proppant transfer enhancing element in a low viscosity fluid system can significantly improve the horizontal and vertical proppant distribution in the fracture created. In such a fluid system, a low-viscosity fluid is responsible for the length and branching of the fracture system, and the suspension of fibers provides sufficient proppant transfer for optimal placement of proppant throughout the volume of the network of branched cracks.
Эффективность суспензии волоконных материалов для переноса проппанта (песка) использовалась в операциях ГРП по технологиям FiberFRAC™ и HiWAY™ (компания «Шлюмберже»). Поскольку сами волокна в суспензии при высоких концентрациях имеют тенденцию к закупорке созданных трещин (англ.- «bridging»), то это свойство использовалось в технологиях StimMORE* и МахСОЗ* Acid (компания «Шлюмберже»). The effectiveness of a suspension of fiber materials for proppant (sand) transfer was used in hydraulic fracturing operations using the FiberFRAC ™ and HiWAY ™ technologies (Schlumberger company). Since the fibers themselves in suspension at high concentrations tend to clog the created cracks (English - “bridging”), this property was used in the StimMORE * and MaxCOZ * Acid technologies (Schlumberger company).
Однако тенденция к закупорке трещин при потоке волокон является отрицательной чертой, если речь идет об операции ГРП-стимулирования низкопроницаемых коллекторов. Причина в том, что низкая вязкость несущей жидкости и малая ширина образованных трещин усиливает закупоривающие свойства волоконного материала. However, the tendency to plug cracks in the fiber flow is a negative feature when it comes to hydraulic fracturing stimulation of low permeability reservoirs. The reason is that the low viscosity of the carrier fluid and the small width of the formed cracks enhances the clogging properties of the fiber material.
Таким образом, максимальная эффективность ГРП-обработки при использовании низковязкой несущей жидкости гидроразрыва достигается, если у суспензии волокон минимальная тенденция к закупорке трещин пласта (каналов). Thus, the maximum efficiency of hydraulic fracturing treatment when using a low-viscosity hydraulic fracturing carrier fluid is achieved if the fiber suspension has a minimal tendency to plug formation cracks (channels).
Известно техническое решение, раскрытое в патентной заявке PCT/RU2014/000837 (WO2015160277 А1, 22.10.2015) "Treatment fluid", которая описывает решение по улучшению переноса проппанта в низковязких жидкостях посредством добавки модифицированных волокон из полимера, содержащих в своем
составе силиконовый материал по массе от 0.1 до 20 %, что помогает контролировать скорость осаждения проппанта и избежать тенденции к закупорке трещин. A technical solution is disclosed in patent application PCT / RU2014 / 000837 (WO2015160277 A1, 10/22/2015) "Treatment fluid", which describes a solution to improve proppant transfer in low-viscosity liquids by adding modified polymer fibers containing the composition of the silicone material by weight from 0.1 to 20%, which helps to control the deposition rate of proppant and to avoid the tendency to clog cracks.
Однако указанное модифицирование волокон силиконовым материалом является процессом, требующим использования специального оборудования и материалов при изготовлении волокон, что приводит к изменению технологии производства волокон, и повышает энергетические и трудозатраты на изготовление волокон. However, the specified modification of the fibers with silicone material is a process that requires the use of special equipment and materials in the manufacture of fibers, which leads to a change in the technology of fiber production, and increases the energy and labor costs for the manufacture of fibers.
Выше были описаны нюансы применения низковязких жидкостей в композициях для гидроразрыва пласта, однако, некоторые нюансы возникают и при использовании высоковязких жидкостей для гидроразрыва пласта. Основное предназначение при выполнении ГРП высоковязкими жидкостями - Основное предназначение при выполнении ГРП высоковязкими жидкостями - создание высоких и широких первичных трещин. Однако в случаях выполнения стимулирования пластов со сравнительно небольшой высотой продуктивной зоны плата, например, песчаников, строго подбирают вязкость жидкости. Возможность закачивания высоких концентраций проппанта на сравнительно низких скоростях закачивания обеспечивается высокими транспортными свойствами подобной жидкости, которые зависят напрямую от стабильности вязкостных характеристик. Преждевременное разложение жидкости (условия высокой температуры, высоких скоростей сдвигового напряжения), либо некорректный подбор компонентов, вызывают резкое падение транспортных свойств жидкости и невозможность дальнейшего выполнения работы и/или снижение эффективности работы ГРП. Добавка волокон в высоковязкие жидкости заключается в дополнительном улучшении транспортных свойств и предотвращении быстрого оседания проппанта в статических условиях, т.е. после окончания закачивания. Предотвращение быстрого оседания вызвана, в первую очередь, сравнительно большой высотой трещин, полученных в результате использования высоковязких жидкостей. В высоковязких жидкостях ГРП закупорка трещин волокнами происходит при более низких скоростях закачки, нежели чем в низковязких жидкостях. The nuances of using low-viscosity fluids in hydraulic fracturing compositions have been described above, however, some nuances also arise when using high-viscosity fluids for hydraulic fracturing. The main purpose when performing hydraulic fracturing with highly viscous fluids - The main purpose when performing hydraulic fracturing with highly viscous fluids is to create high and wide primary cracks. However, in cases of stimulation of formations with a relatively small height of the productive zone, the board, for example, sandstones, strictly select the viscosity of the liquid. The possibility of pumping high proppant concentrations at relatively low pumping speeds is ensured by the high transport properties of such a fluid, which depend directly on the stability of the viscosity characteristics. Premature decomposition of the fluid (conditions of high temperature, high shear stress rates), or incorrect selection of components, cause a sharp drop in the transport properties of the fluid and the impossibility of further work and / or a decrease in the efficiency of hydraulic fracturing. The addition of fibers to highly viscous liquids consists in an additional improvement in transport properties and prevention of rapid proppant sedimentation under static conditions, i.e. after uploading. The prevention of rapid subsidence is caused, first of all, by the relatively large height of the cracks obtained as a result of the use of highly viscous fluids. In high viscosity fracturing fluids, clogging of cracks with fibers occurs at lower injection rates than in low viscosity fluids.
Химическое аппретирование применяется в текстильной промышленности для превращения нитей пряжи или готового полотна в полезный материал. Такого рода поверхностная обработка проводится после покраски пряжи/ткани для улучшения
внешнего вида, антистатических свойств, или для улучшения тактильных ощущений от обработанной ткани. Chemical sizing is used in the textile industry to turn yarn or finished fabric into useful material. This kind of surface treatment is done after dyeing the yarn / fabric to improve appearance, antistatic properties, or to improve the tactile sensations of the treated tissue.
Однако процедура обработки волокон аппретирующим агентом ранее не применялась для улучшения свойств волокон в композиции для гидравлического разрыва пласта в скважинных операциях. However, the procedure for treating the fibers with a sizing agent has not previously been used to improve the properties of the fibers in the hydraulic fracturing composition in downhole operations.
Таким образом, в области техники существует потребность в улучшении свойств волокон для использования в композиции для проведения гидравлического разрыва пласта, используя способы, не требующие ощутимых энергетических и трудозатрат. Thus, in the technical field there is a need to improve the properties of the fibers for use in the composition for conducting hydraulic fracturing, using methods that do not require significant energy and labor.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ SUMMARY OF THE ESSENCE
Настоящее раскрытие предлагает применять полимерное волокно с покрытием из аппретирующего агента, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. The present disclosure proposes the use of a polymer fiber coated with a sizing agent comprising a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
Настоящее раскрытие обеспечивает улучшение диспергируемости волокон в несущей жидкости в композиции для гидроразрыва пласта, улучшение переноса проппанта суспензией волокон в трещинах пласта, улучшение диспергируемости композиции для гидроразрыва пласта в трещинах пласта, снижение закупорки трещин пласта волокнами, увеличивает площадь притока пластовых жидкостей в трещины, что повышает эффективность способа гидравлического разрыва пласта и повышает дебит скважины, при этом настоящее раскрытие обладает простотой осуществления, не требующего ощутимых энергетических или трудовых затрат, а также снижает требования к ресурсу применяемого оборудования для гидравлического разрыва пласта (ГРП), что снижает энергозатраты на осуществление способа ГРП. The present disclosure provides improved dispersibility of the fibers in the carrier fluid in the hydraulic fracturing composition, improved proppant transfer by the suspension of the fibers in the fractures, improved dispersibility of the hydraulic fracturing composition in the fractures, reduced clogging of the fractures with the fibers, increases the area of flow of formation fluids into the fractures, which increases the effectiveness of the method of hydraulic fracturing and increases the flow rate of the well, while the present disclosure has ease of implementation, not requiring significant energy or labor costs, and also reduces the resource requirements of the equipment used for hydraulic fracturing (hydraulic fracturing), which reduces energy consumption for the implementation of hydraulic fracturing.
Настоящее раскрытие содержит следующие основные указанные ниже аспекты: The present disclosure contains the following main aspects listed below:
В одном аспекте настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта. Волокно покрыто аппретирующим агентом, который включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. In one aspect, the present disclosure comprises a polymer fiber for use in a fracturing composition. The fiber is coated with a sizing agent, which includes a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
В другом аспекте настоящее раскрытие содержит композицию для гидроразрыва пласта. Композиция содержит:
несущую жидкость, In another aspect, the present disclosure comprises a fracturing composition. The composition contains: carrier fluid
проппант, proppant
полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанных масел, имеющие индекс вязкости больше 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. polymer fibers coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on these oils, having a viscosity index greater than 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит способ гидравлического разрыва пласта. Способ содержит этапы на которых: In yet another aspect, the present disclosure comprises a hydraulic fracturing method. The method comprises the steps of:
закачивают композицию для гидроразрыва пласта, содержащую несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом pumping a composition for hydraulic fracturing containing a carrier fluid, proppant, polymer fibers through a well into an underground formation, wherein
волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит способ получения полимерных волокон для использования в композиции для гидроразрыва пласта. Способ содержит этапы, на которых: In yet another aspect, the present disclosure comprises a method for producing polymer fibers for use in a fracturing composition. The method comprises the steps of:
покрывают полимерное волокно аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия, при этом аппретирующий агент включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, coating the polymer fiber with a sizing agent by means of a coating agent, the sizing agent comprising a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof,
сушат волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента. dried fiber coated with a sizing agent.
В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по любому из п.п. 36- 42, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. In another aspect, the present disclosure comprises a polymer fiber for use in a fracturing composition obtained by the method of any one of claims. 36-42, wherein the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг.1 - (А) иллюстрирует диспергирование композиции для гидроразрыва пласта, содержащей необработанные волокна в трещине пласта, (Б) иллюстрирует
диспергирование композиции для гидроразрыва пласта, содержащей волокна, покрытые аппретирующим агентом, в трещине пласта. 1 - (A) illustrates the dispersion of a fracturing composition containing untreated fibers in a fracture, (B) illustrates dispersing a fracturing composition containing fibers coated with a sizing agent in a fracture of a formation.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Следующее описание вариантов реализации раскрытия является лишь иллюстративным, и оно не предназначено для ограничения настоящего раскрытия, его применения или вариантов использования. Следует понимать, что раскрытие допускает другие варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных аспектах без отступления от сущности раскрытия. Признаки, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности признаков, если отдельно не указано иное. The following description of embodiments of the disclosure is illustrative only and is not intended to limit the present disclosure, its use, or use cases. It should be understood that the disclosure allows for other embodiments, and some of their details allow modification in various aspects without departing from the essence of the disclosure. Signs mentioned in the singular do not exclude a plurality of signs, unless otherwise indicated.
В раскрытии указаны некоторые неограничивающие примеры возможных средств для реализации заявленного раскрытия, но специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность раскрытия не ограничена конкретной реализацией. Для осуществления раскрытия могут быть использованы любые аппаратные средства известные в уровне техники и пригодные для осуществления раскрытия. Все числовые значения и диапазоны, раскрытые в настоящем описании должны сначала пониматься как модифицированные словом «примерно», а затем, повторно, без указанного слова «примерно». The disclosure indicates some non-limiting examples of possible means for implementing the claimed disclosure, but one skilled in the art should understand that the nature of the disclosure is not limited to a specific implementation. To implement the disclosure, any hardware known in the art and suitable for performing the disclosure may be used. All numerical values and ranges disclosed in the present description should first be understood as modified by the word "approximately", and then, repeatedly, without the specified word "approximately".
Проппирование (заполнение) трещин ГРП композицией, содержащей низковязкую несущую жидкость отличается от процесса по проппированию трещин композицией, содержащей высоковязкие (сшитые) несущие жидкости. Преимущества низковязких несущих жидкостей особенно актуальны для стимулирования сланцевых месторождений. The propagation (filling) of hydraulic fractures by a composition containing a low-viscosity carrier fluid differs from the process of fracturing fractures by a composition containing a highly viscous (cross-linked) carrier fluid. The benefits of low viscosity carrier fluids are especially relevant for stimulating shale deposits.
При проведении ГРП композициями, содержащими низковязкие несущие жидкостями, трещина в пласте создается гораздо более низкая и узкая, но более длинная и разветвленная, т.е. фактически, увеличивается площадь контакта призабойной зоны и продуктивного пласта. В целом, чем больше вязкость жидкостной системы, тем шире, выше и короче создается трещина, а чем ниже вязкость- тем трещина ниже, уже и длиннее. Для успешного закачивания композиций, содержащих низковязкие жидкости (т.е. для превышения пластового давления для поддержания трещины открытой в ходе выполнения операций ГРП) поддерживают более высокую (в 3-5 раз) скорость закачки по сравнению с закачкой композиций, содержащих высоковязкие несущие жидкости. Тенденция к нежелательному преждевременному
закупориванию трещины проппантом и волокнами, которое может вызвать невозможность дальнейшего выполнения ГРП, в случае композиций, содержащих низковязкие несущие жидкости, очень высока. Для предотвращения такого закупоривания следует повышать скорость закачивания и понижать концентрацию проппанта, что в итоге, вызывает менее качественное заполнение трещины проппантом и снижение эффективности работы скважины. During hydraulic fracturing with compositions containing low-viscosity carrier fluids, a fracture in the formation creates a much lower and narrower, but longer and branched one, i.e. in fact, the contact area of the bottomhole zone and the reservoir increases. In general, the higher the viscosity of the liquid system, the wider, higher, and shorter the crack is created, and the lower the viscosity, the lower the crack, the longer. For successful injection of compositions containing low-viscosity fluids (i.e., to exceed reservoir pressure to maintain a crack open during hydraulic fracturing operations), a higher (3-5 times) injection speed is maintained compared to the injection of compositions containing highly viscous carrier fluids. Undesirable premature tendency clogging of the crack with proppant and fibers, which can cause the impossibility of further hydraulic fracturing, in the case of compositions containing low-viscosity carrier fluids, is very high. To prevent such blockage, the injection rate should be increased and the proppant concentration should be reduced, which ultimately causes less quality filling of the fracture with proppant and a decrease in the efficiency of the well.
Добавление волокон в низковязкую несущую жидкость повышает несущую способность низковязкой жидкости. Однако существует вероятность закупоривания трещины волокном, которая зависит от нескольких параметров, указанных ниже: a. Вязкость несущей жидкости: чем ниже вязкость, тем больше вероятность закупорки трещины волокном. The addition of fibers to a low viscosity carrier fluid increases the load capacity of the low viscosity fluid. However, there is a chance of clogging of the crack with fiber, which depends on several parameters, listed below: a. Carrier fluid viscosity: the lower the viscosity, the greater the likelihood of clogging of the crack with fiber.
b. Скорость прокачки: чем выше скорость, тем меньше вероятность образования закупорки, однако чрезмерное повышение скорости может нарушать создание правильной геометрии трещины и требует ощутимых ресурсов оборудования, что повышает затраты на работу. b. Pumping speed: the higher the speed, the less the likelihood of clogging, however, an excessive increase in speed can disrupt the creation of the correct crack geometry and require tangible equipment resources, which increases the cost of work.
c. Концентрация проппанта: чем выше концентрация проппанта, тем хуже перенос проппанта и менее разветвленная геометрия трещины. c. Proppant concentration: the higher the proppant concentration, the worse the proppant transfer and the less branched fracture geometry.
d. Ширина трещины: чем меньше ширина трещины, тем легче ее закупорить любыми твердыми частицами, в том числе и волокнами. d. Crack width: the smaller the crack width, the easier it is to plug it with any solid particles, including fibers.
e. Размер частиц проппанта: чем мельче, тем лучше перенос и равномернее заполнение трещины. Таким образом, закупорка трещин волокнами в низковязких жидкостях выше, чем в высоковязких жидкостях (сшитых гелях) из-за меньшей вязкости жидкости и меньшей ширины трещины. e. Proppant particle size: the smaller, the better the transfer and more uniform filling of the crack. Thus, the clogging of cracks with fibers in low viscosity fluids is higher than in high viscosity fluids (crosslinked gels) due to the lower viscosity of the fluid and the smaller width of the crack.
f. Концентрация волокон: риск закупоривая возрастает с её повышением. g. Равномерность диспергирования волокон: ухудшение диспегированности взывает увеличение локальных концентраций волокон. f. Fiber concentration: the risk of clogging increases with its increase. g. Fiber dispersion uniformity: Dispersion deterioration causes an increase in local fiber concentrations.
При этом нежелательная закупорка трещин волокнами в случае использования высоковязких жидкостей ГРП также возможна, она возникает при более низких скоростях закачки, чем для низковязких жидкостей. In this case, undesirable clogging of cracks with fibers in the case of using highly viscous hydraulic fracturing fluids is also possible, it occurs at lower injection rates than for low-viscosity fluids.
Поскольку аппретированные волокна в ходе производства, а также при проведении ГРП, подвергаются воздействую различных температур и сред, аппретирующий агент для нанесения на волокна должен создавать равномерное
покрытие, стойкое в широком диапазоне температур, обеспечивающее скользкую поверхность, способную снизить адгезию волокон, улучшить их диспергируемость. Since sizing fibers during production, as well as during hydraulic fracturing, are exposed to various temperatures and media, the sizing agent for applying to the fibers should create a uniform a coating resistant in a wide temperature range, providing a slippery surface that can reduce the adhesion of fibers, improve their dispersibility.
Авторы настоящего раскрытия обнаружили, что полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, имеют равномерное покрытие, обладают улучшенными свойствами диспергируемости в несущей жидкости, проявляют уменьшенную тенденцию к адгезии между самими волокнами, а также между волокнами и любыми поверхностями, с которыми они контактируют в ходе закачки в пласт, и таким образом, уменьшается вероятность образования пучков волокон, которые способны закупорить трещину, такие волокна позволяют обеспечить улучшенный перенос проппанта в трещины, улучшают диспергируемость композиции для гидроразрыва пласта в трещине пласта, что позволяет создать эффективную систему трещин, повышающую приток пластовых жидкостей к забою скважины, что повышает дебит скважины и эффективность гидроразрыва пласта. При этом, использование таких волокон в способе гидроразрыва пласта (ГРП) снижает требования к ресурсу оборудования, применяемого при проведении ГРП, что снижает энергозатраты на осуществление способ ГРП, а также способ получения таких волокон обладает простотой осуществления, не требующей больших энергетических и трудозатрат. The authors of the present disclosure found that polymer fibers coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on the specified oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, have a uniform coating, have improved dispersible properties in the carrier fluid, show a reduced tendency to adhesion between the fibers themselves, as well as between the fibers and any surfaces with which they come into contact during injection into the reservoir, and so on at the same time, the likelihood of formation of bundles of fibers that can plug the fracture is reduced, such fibers provide improved proppant transfer to the fractures, improve the dispersibility of the fracturing composition in the reservoir fracture, which allows creating an effective fracture system that increases the flow of formation fluids to the bottom of the well, which increases well production and hydraulic fracturing efficiency. At the same time, the use of such fibers in the hydraulic fracturing method (Fracturing) reduces the resource requirements of the equipment used during hydraulic fracturing, which reduces energy costs for the implementation of hydraulic fracturing, and the method for producing such fibers has a simple implementation that does not require large energy and labor costs.
Смазочная способность масла тесно связана со значениями вязкости масел. Например, масло, имеющее как можно меньшее значение вязкости, позволяет двум поверхностям не соприкасаться. Если значение вязкости масла слишком мало- поверхности придут в соприкосновение и трение увеличится, если значение вязкости масла слишком велико - возникают потери на трение, а также возможно негативное влияние на равномерность покрытия маслом поверхности. The lubricity of the oil is closely related to the viscosity values of the oils. For example, an oil having a viscosity as low as possible allows two surfaces not to touch. If the value of the oil viscosity is too low, the surfaces come into contact and the friction increases, if the value of the oil viscosity is too high, friction losses occur and a negative effect on the uniformity of the surface coating with oil is possible.
Индекс вязкости масла - это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Чем выше значение индекса вязкости масла, тем меньше вязкость масла зависит от температуры. Oil viscosity index is a relative value showing the degree to which oil viscosity changes with temperature. The higher the oil viscosity index value, the lower the oil viscosity is temperature dependent.
Согласно классификации Американского Нефтяного Института (API) базовые масла подразделяются на пять групп по значениям присущего им индекса вязкости. Базовые масла первой и второй группы обладают значением индекса вязкости менее 120, что характеризует большую зависимость вязкости указанных масел от
температуры. Базовые масла третьей, четвертой и пятой групп характеризуются значениями индекса вязкости, по меньшей мере, 120, это означает, что вязкость указанных масел подвержена относительно небольшим изменениям в широком диапазоне температур, что позволяет применять указанные масла в условиях большого температурного перепада. According to the classification of the American Petroleum Institute (API), base oils are divided into five groups according to their inherent viscosity index. Base oils of the first and second groups have a viscosity index value of less than 120, which characterizes a large dependence of the viscosity of these oils on temperature. Base oils of the third, fourth and fifth groups are characterized by a viscosity index of at least 120, which means that the viscosity of these oils is subject to relatively small changes in a wide temperature range, which allows the use of these oils in a wide temperature range.
Масла третьей группы, согласно классификации API, получают методом каталитического гидрокрекинга, и содержат в составе относительно большую долю предельных углеводородов (номер CAS#64742-54-7). Масла четвертой группы, являются синтетическими маслами на основе полиальфаолефинов, (CAS#68649-12-7, CAS#68649-l l-6), масла пятой группы являются синтетическими маслами, включающими полиалкиленгликоли, сложные полиэфиры, и другое. Под термином «смазочный материал» подразумевается смазочный продукт на основании указанного масла, который может содержать различные присадки, известные специалистам в области техники, смазочный материал также может включать базовое масло в смеси с неводным разбавителем, известным специалисту в области техники, и при этом имеющие значение индекса вязкости для получаемого раствора, по меньшей мере, 120. В качестве разбавителей, прежде всего, используют насыщенные и ненасыщенные углеводороды ряда алканов и алкенов с длиной углеродной цепи не менее 5 (пентан, гексан и пр.). Первостепенным является нанесение на волокна покрытия из неразбавленных масел или смазочных материалов, характеризующихся значениями индекса вязкости, по меньшей мере, 120, при определении согласно стандарту ASTM D2270. Oils of the third group, according to the API classification, are obtained by the method of catalytic hydrocracking, and contain a relatively large proportion of saturated hydrocarbons (CAS number # 64742-54-7). The oils of the fourth group are synthetic oils based on polyalphaolefins, (CAS # 68649-12-7, CAS # 68649-l l-6), the oils of the fifth group are synthetic oils, including polyalkylene glycols, polyesters, and more. The term "lubricant" means a lubricant product based on the specified oil, which may contain various additives known to specialists in the field of technology, the lubricant may also include a base oil mixed with non-aqueous diluent known to a person skilled in the technical field, and with the viscosity index for the resulting solution is at least 120. Saturated and unsaturated hydrocarbons of a number of alkanes and alkenes with a carbon chain length are primarily used as diluents and at least 5 (pentane, hexane, etc.). It is paramount to coat the fibers with undiluted oils or lubricants having a viscosity index of at least 120, as determined according to ASTM D2270.
В одном варианте воплощения, аппретирующий агент может включать базовое масло с индексом вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, в другом варианте осуществления, аппретирующим агент может включать смазочный материал на основе указанного базового масла или смесь смазочного материала и базового масла. Аппретирующий агент может быть выбран из минерального масла, синтетического масла, или их смесей. Аппретирующий агент может характеризоваться значением вязкости в диапазоне 2-40 сСт при 40°С. In one embodiment, the sizing agent may include a base oil with a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, in another embodiment, the sizing agent may include a lubricant based on said base oil or a mixture of a lubricant and a base oil . The sizing agent may be selected from mineral oil, synthetic oil, or mixtures thereof. The sizing agent may have a viscosity in the range of 2-40 cSt at 40 ° C.
Волокна, пригодные для обработки аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, могут представлять собой любые полимерные волокна, используемые
для создания композиций для гидроразыва пласта и хорошо известные специалисту в области техники. Например, волокна могут быть выполнены из полиэфиров (полилактид, полигликолид, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и т.д.), полиамидов(нейлон-6, нейлон-6,6, нейлон- 12 и т.д.), полиолефинов (полипропилен, полиэтилен и т.д.), целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. Волокна могут быть выбраны из деградирующих или недеградирующих волокон, или их смесей. Волокна могут иметь прямую или непрямую форму, или представлять смесь прямых и непрямых волокон. Волокна могут иметь следующие размеры: диаметр в интервале от примерно 3 до примерно 40 мкм, прежде всего, от примерно 3 до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 до примерно 12 мм, прежде всего, от примерно 3 до примерно 6 мм. Волокна могут быть выбраны из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон, или их смесей. Главным образом, волокнами, согласно настоящему раскрытию, являются полилактиды, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, целлюлозные или вискозные волокна. Данные волокна проявляют наибольшую эффективность в улучшении транспортных свойств несущей жидкости в композиции для ГРП и экономическую целесообразность. Fibers suitable for processing with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, can be any polymer fibers used to create compositions for hydraulic fracturing and well-known specialist in the field of technology. For example, fibers can be made of polyesters (polylactide, polyglycolide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamides (nylon-6, nylon-6.6, nylon-12, etc.), polyolefins (polypropylene, polyethylene etc.), cellulose fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof. The fibers may be selected from degrading or non-degrading fibers, or mixtures thereof. The fibers may be of direct or indirect shape, or may be a mixture of direct and indirect fibers. The fibers can have the following dimensions: a diameter in the range of from about 3 to about 40 microns, especially from about 3 to about 7 microns, a length in the range of from about 3 to about 12 mm, especially from about 3 to about 6 mm. Fibers can be selected from single component fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers, or mixtures thereof. Mostly, the fibers according to the present disclosure are polylactides, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, cellulosic or viscose fibers. These fibers are most effective in improving the transport properties of the carrier fluid in the composition for hydraulic fracturing and economic feasibility.
Значение массовой доли покрытия из аппретирующего агента на волокнах, в расчете на общую массу волокон, выбирают из интервала эффективных значений массовой доли покрытия. Под термином «интервал эффективных значений массовой доли покрытия» понимаются такие значения, при которых волокна, покрытые аппретирующим агентом проявляют улучшение свойств, приводящих к снижению тенденции к закупорке каналов. The value of the mass fraction of the coating from the sizing agent on the fibers, calculated on the total weight of the fibers, is selected from the range of effective values of the mass fraction of the coating. The term "range of effective values of the mass fraction of the coating" refers to those values at which the fibers coated with a sizing agent exhibit improved properties that lead to a decrease in the tendency to clog channels.
Авторы решения обнаружили, что полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смесь, проявляют улучшенные свойства уже при примерно от 0,5% масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, покрытия в расчете на общую массу волокон. The authors of the solution found that polymer fibers coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on the specified oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, exhibit improved properties already at about 0.5% of the mass, to at least about 50% of the mass of the coating, based on the total weight of the fibers.
При значениях ниже 0,5% масс, также может происходить небольшое улучшение свойств волокон или улучшение не происходит. At values below 0.5% of the mass, a slight improvement in the properties of the fibers may also occur or the improvement does not occur.
При этом наибольший эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равной от примерно 1% масс, в расчёте на
общую массу волокон и до примерно 30% масс. При значениях более 50% масс, в расчете на общую массу волокон дальнейшее улучшение свойств не наблюдаются. In this case, the greatest effect is manifested when the mass fraction of coating of the sizing agent on the fibers is equal to from about 1% of the mass, calculated on the total mass of fibers and up to about 30% of the mass. At values of more than 50% of the mass, based on the total weight of the fibers, no further improvement in properties is observed.
Таким образом, под термином «интервал эффективных значений покрытия» можно охарактеризовать интервал от примерно 0,5% масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, покрытия аппретирующего агента в расчете на общую массу волокон, в основном, от примерно 1% масс, до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. Thus, under the term “range of effective coating values”, a range of from about 0.5% by weight to at least about 50% by weight of the coating sizing agent, based on the total fiber weight, mainly from about 1%, can be characterized mass, up to about 30% of the mass, calculated on the total weight of the fibers.
Способ получения полимерных волокон согласно раскрытию содержит следующие этапы. The method for producing polymer fibers according to the disclosure comprises the following steps.
Покрывают полимерное волокно аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия. Средство нанесения покрытия может представлять собой валик для нанесения аппретирующего агента. Указанный валик погружают в аппретирующий агент, при этом покрывают волокно указанным аппретирующим агентом посредством прокатывания валика по волокну. Нанесение покрытия также может осуществляться посредством распыления аппретирующего агента на волокно, где средство нанесения покрытия является распылительным устройством для нанесения аппретирующего агента, например, форсункой, пульверизатором и тому подобным. Температура нанесения аппретирующего агента не превышает температуру стеклования материала волокна (например, в случае, если полимерное волокно представляет собой полиэфир (полилактид, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат), то температура нанесения аппретирующего агента не превышает 40-70 градусов Цельсия). Средство нанесения покрытия может представлять собой емкость с аппретирующим агентом, при этом покрывают указанное волокно аппретирующим агентом посредством погружения указанного волокна в емкость с аппретирующим агентом, и интенсивно перемешивают волокно в указанной емкости, после чего выгружают покрытые аппретирующим агентом волокна. Если существует избыток аппретирующего агента, нанесенного на волокна, то его возможно удалить посредством отжимания. Авторы решения отмечают, что выбранный тип волокна (полиамидные (нейлон-6, нейлон-6,6), полиолефиновые (полиэтилен, полипропилен) и целлюлозные (включая вискозу), полиэфирные (полилактиды, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат) не влияют на свойства конечного покрытия из аппретирующего агента, а также на содержание достигаемого конечного покрытия на волокне.
Затем сушат волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента, при этом температура сушки волокна с нанесенным покрытием из аппретирующего агента влияет на достижение оптимальных свойств диспергируемости получаемых волокон в несущей жидкости и задается, по меньшей мере, на 20 градусов Цельсия ниже значения температуры плавления материала волокна. Перемешивание, выгрузку, сушку и, в некоторых случаях, отжимание волокон, можно производить посредством любых известных специалисту устройств, таких как мешалки, шнековые транспортеры, валики, сушильные шкафы, устройства отжима, и тому подобное. Нанесение покрытия на волокна может быть осуществлено на конечных этапах при промышленном производстве волокон, когда для покрытия/смазки волокон используют известные в промышленности устройства. Также нанесение покрытия аппретирующего агента на волокна можно проводить при приготовлении композиции для гидроразрыва пласта перед закачкой композиции в скважину. Coat the polymer fiber with a sizing agent by means of a coating agent. The coating agent may be a sizing agent coating roller. The specified roller is immersed in a sizing agent, while coating the fiber with the specified sizing agent by rolling the roller through the fiber. The coating can also be carried out by spraying the sizing agent on the fiber, where the coating agent is a spraying device for applying the sizing agent, for example, a nozzle, a spray gun and the like. The temperature of application of the sizing agent does not exceed the glass transition temperature of the fiber material (for example, if the polymer fiber is polyester (polylactide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate), then the temperature of application of the sizing agent does not exceed 40-70 degrees Celsius). The coating agent may be a container with a sizing agent, wherein said fiber is coated with a sizing agent by immersing said fiber in a container with a sizing agent, and the fiber is mixed vigorously in said container, and then the fibers coated with the sizing agent are discharged. If there is an excess of the sizing agent deposited on the fibers, then it can be removed by pressing. The authors of the solution note that the selected type of fiber (polyamide (nylon-6, nylon-6.6), polyolefin (polyethylene, polypropylene) and cellulose (including viscose), polyester (polylactides, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate) do not affect the properties of the final coating from sizing agent, as well as the content of the achieved final coating on the fiber. Then, the coated fiber from the sizing agent is dried, and the drying temperature of the coated fiber from the sizing agent affects the achievement of optimal dispersibility properties of the obtained fibers in the carrier fluid and is set at least 20 degrees Celsius below the melting temperature of the fiber material. Mixing, unloading, drying and, in some cases, spinning of the fibers can be carried out by any means known to the person skilled in the art, such as mixers, screw conveyors, rollers, drying ovens, spinning devices, and the like. The coating of the fibers can be carried out at the final stages in the industrial production of fibers, when devices known in the industry are used to coat / lubricate the fibers. Also, coating of the sizing agent on the fibers can be carried out when preparing the fracturing composition before pumping the composition into the well.
Полимерные волокна, покрытые указанным выше аппретирующим агентом, могут успешно применяться в композициях для гидроразрыва пласта. Polymer fibers coated with the aforementioned sizing agent can be successfully used in hydraulic fracturing compositions.
Композиция для гидроразрыва пласта, согласно настоящему раскрытию, включает в себя несущую жидкость, проппант, и полимерные волокна, при этом указанные волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. The fracturing composition according to the present disclosure includes a carrier fluid, proppant, and polymer fibers, wherein said fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 at definition according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
Несущая жидкость может представлять собой низковязкую жидкость, в качестве которой, может использоваться вода, водный раствор полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, известных специалисту в области техники. The carrier fluid can be a low viscosity fluid, which can be water, an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, a suspension of polyacrylonitrile, as well as derivatives thereof known to those skilled in the art .
Несущая жидкость также может представлять собой высоковязкую несущую жидкость, известную специалисту в области техники, в качестве которой могут использоваться указанные выше водные растворы полимеров со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинаций. The carrier fluid may also be a highly viscous carrier fluid known to a person skilled in the art, which can be used the above aqueous solutions of polymers with a crosslinking agent based on boric acid, soluble salts of zirconium (IV) and aluminum (III), or combinations thereof.
Значение вязкости несущей жидкости может лежать в интервале: для низковязких (несшитых) жидкостей - от примерно 1 · 10"3 Па - с до примерно 5 · 10"2 Па - с,
измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 · 10"3 Па с до примерно 3.5· 10"2 Па с, и прежде всего,от 2 · 10"3 Па с до 2 - 10"2 Па с, для высоковязких (сшитых) жидкостей - от примерно 1 - Ю"1 Па с до примерно 20 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 10"1 Па с до примерно 5 10"1 Па с, и прежде всего, от примерно 2· 10"' Па с до примерно 3 10"1 Па с. The viscosity of the carrier fluid can lie in the range: for low-viscosity (non-crosslinked) fluids - from about 1 · 10 "3 Pa - s to about 5 · 10 " 2 Pa - s, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 · 10 " 3 Pa s to about 3.5 · 10 "2 Pa s, and above all, from 2 · 10 " 3 Pa s to 2 - 10 "2 Pa s, for highly viscous (crosslinked) liquids - from about 1 - 10 " 1 Pa s to about 20 Pa s, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 10 " 1 Pa s to about 5 10 "1 Pa s, and above all, from about 2 · 10 " 'Pa s to about 3 10 "1 Pa s.
Проппант для заполнения трещин при гидравлическом разрыве пласта должен иметь высокую механическую прочность и не разрушаться в условиях объемного сжатия под действием давления вышележащих пород. В качестве проппанта могут быть использованы частицы из любого материала, который как правило применяется в области техники как расклинивающий агент. Например, могут использоваться такие материалы как керамика, песок, боксит, стекло, скорлупа ореха, полимерный проппант или их смеси. Материалы проппанта могут варьироваться по плотности от около 2,4 до 3,8 г/см3, механической прочности в диапазоне применения около 300- 1500 атм., размеру частиц - от около 0,1-2 мм. Proppant for filling cracks during hydraulic fracturing must have high mechanical strength and not collapse under conditions of volumetric compression under the action of pressure of overlying rocks. As proppant, particles of any material that is typically used as a proppant in the technical field can be used. For example, materials such as ceramics, sand, bauxite, glass, walnut shells, polymer proppant or mixtures thereof can be used. Proppant materials can vary in density from about 2.4 to 3.8 g / cm 3 , mechanical strength in the range of application of about 300-1,500 atm, particle size from about 0.1-2 mm.
Композиция для гидроразрыва пласта, содержащая волокна с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, может дополнительно содержать различные добавки, известные специалисту в области техники, согласно существующим потребностям. Например, композиция может содержать стабилизатор глины, антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии и т.д. A fracturing composition comprising fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, may further comprise various additives, well-known specialist in the field of technology, according to existing needs. For example, the composition may contain a clay stabilizer, antifoam agents, emulsifiers, high temperature stabilizing agents, corrosion inhibitors, etc.
Способ гидравлического разрыва пласта согласно настоящему раскрытию содержит следующие этапы, на которых: закачивают композицию для гидроразрыва пласта, содержащую указанные выше несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. The hydraulic fracturing method according to the present disclosure comprises the following steps: pumping the hydraulic fracturing composition containing the aforementioned carrier fluid, proppant, polymer fibers through a borehole into an underground formation, wherein the fibers are coated with a sizing agent, including base oil, lubricant based on said oil having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
Расход, скорость закачивания указанной композиции в подземный пласт поддерживают на уровне, не вызывающем закупорку трещин пласта закачиваемой жидкостью. При этом специалисту в области техники на основании общих знаний и
уровня техники понятен выбор значений расхода и скорости закачивания композиции для ГРП в зависимости от конкретных существующих условий и конкретных операций проведения гидроразрыва пласта. Для проведения гидравлического разрыва пласта могут применяться любые устройства, известные специалисту в области техники. The flow rate, the rate of injection of the specified composition into the underground formation is maintained at a level that does not cause plugging of the formation cracks with the injected fluid. Moreover, a specialist in the field of technology on the basis of general knowledge and the prior art, the choice of values of flow rate and injection rate of the composition for hydraulic fracturing, depending on the specific existing conditions and specific operations of hydraulic fracturing. For hydraulic fracturing, any device known to a person skilled in the art can be used.
ПРИМЕРЫ EXAMPLES
Снижение тенденции закупорки каналов волокнами, содержащими покрытие из аппретирующего агента, в композиции для ГРП. Reducing the tendency of clogging of the channels with fibers containing a coating of a sizing agent in the composition for hydraulic fracturing.
Положительный эффект применения волокон в композиции для гидроразрыва пласта (ГРП), покрытых аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, продемонстрирован в ходе ряда лабораторных экспериментов на примере использования волокон из различных полимерных материалов. Нанесение аппретирующего агента возможно на волокна различной формы (прямые, непрямые, например, гофрированные). The beneficial effects of using fibers in a hydraulic fracturing (HF) composition coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, are demonstrated in a series of laboratory experiments on the example of the use of fibers from various polymeric materials. Application of a sizing agent is possible on fibers of various shapes (direct, indirect, for example, corrugated).
Пример 1. Example 1
В данном примере показана эффективность снижения закупорки трещин при использовании суспензии волокон, содержащей волокна с покрытием из аппретирующего агента, в сравнении с суспензией волокон, содержащей необработанные волокна (см. Табл.1 ниже). В качестве аппретирующего агента использовались следующие масла и смазочные материалы: This example shows the effectiveness of reducing crack plugging when using a suspension of fibers containing fibers coated with a sizing agent, in comparison with a suspension of fibers containing untreated fibers (see Table 1 below). The following oils and lubricants were used as a sizing agent:
a. Моторное минеральное масло Idemitsu Zepro EcoMedalist SAE 0W20 API SN (масло N°l) a. Idemitsu Zepro EcoMedalist SAE 0W20 API SN engine mineral oil (N ° l oil)
b. Масло трансмиссионное синтетическое Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (масло N°2) b. Synthetic Gear Oil Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (Oil N ° 2)
c. Масло трансмиссионное синтетическое Havoline Synthetic ATF Multi- Vehicle DEXRON-VI (масло J\°3) c. Synthetic transmission oil Havoline Synthetic ATF Multi-Vehicle DEXRON-VI (oil J \ ° 3)
d. Смазочный материал Chevron Ulti-Plex Synthetic Grease ЕР (масло Ν°4) Вышеперечисленные масла и смазочные материалы характеризуются значением индекса вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270.
Чтобы оценить эффект аппретирования (поверхностной обработки) на тенденцию суспензии волокон закупоривать проточные каналы, в качестве исходного примера была выбрана суспензия необработанных волокон в низковязкой несущей жидкости для которой известна тенденция к закупорке волокнами. d. Chevron Ulti-Plex Synthetic Grease EP Lubricant (Ν ° 4 Oil) The above oils and lubricants have a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270. To evaluate the effect of sizing (surface treatment) on the tendency of a fiber suspension to clog flow channels, a suspension of raw fibers in a low-viscosity carrier fluid was selected as an initial example, for which a tendency to clog the fibers is known.
Условия тестирования суспензии волокон в щелевом канале: щель шириной 1 мм, загрузка волокон в концентрации 2,2 г/л (18 фунтов/1,000 галлонов). Несущая жидкость - водный раствор полиакриламида с вязкостью не более 2 · 10"2 Па с при 170 с"1 и при комнатной температуре. Несущая водная жидкость содержит 0,1 масс.% (1 галлон/ 1000 галлонов) полиакриламидного полимера. Волокна, покрытые указанными аппретирующими агентами представляют собой полиэфирные волокна (волокна полимолочной кислоты (ПМК) от компании Trevira GmbH). Test conditions for the fiber suspension in the slit channel: 1 mm wide slit, loading fibers at a concentration of 2.2 g / l (18 lb / 1,000 gallons). The carrier fluid is an aqueous solution of polyacrylamide with a viscosity of not more than 2 · 10 "2 Pa s at 170 s " 1 and at room temperature. Carrier aqueous liquid contains 0.1 wt.% (1 gallon / 1000 gallons) of polyacrylamide polymer. Fibers coated with said sizing agents are polyester fibers (polylactic acid fibers (PML) from Trevira GmbH).
Пример показывает, что покрытие полимерных волокон, включающих базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, уменьшает тенденцию к закупорке каналов при прокачке суспензии волокон. The example shows that coating polymer fibers, including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, reduces the tendency to clog channels when pumping a fiber suspension.
Таблица 1 Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала. Table 1 The tendency of a suspension of fibers to clogging the channel.
Расход Линейная Чистые Масло Масло Масло Масло суспензии скорость волокна Ж, 20 JN°2, 30 JN°3, 20 JN°4, 15 мл/с суспензии масс% масс% масс% масс% при Consumption Linear Pure Oil Oil Oil Oil Oil suspension fiber speed W, 20 JN ° 2, 30 JN ° 3, 20 JN ° 4, 15 ml / s suspension mass% mass% mass% mass% at
прокачке pumping
через across
щель, gap
см/с cm / s
100 1 1. 1 + + + + + 100 1 1. 1 + + + + +
200 22.2 + + + + +200 22.2 + + + + +
300 33.3 + + - - -300 33.3 + + - - -
400 44.4 + - - - -400 44.4 + - - - -
500 55.6 + - - - -500 55.6 + - - - -
600 66.7 - - - - -600 66.7 - - - - -
700 77.8 - - - - -700 77.8 - - - - -
800 88.9 - - - - -
Обозначения для таблицы 1 : 800 88.9 - - - - - Designations for table 1:
+ закупорка щели происходит + gap clogging occurs
"-" нет закупорки щели "-" no gap plugging
В приведенной ниже серии экспериментов было показано, что полимерные волокна при наличии покрытия из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, с массовой долей покрытия от примерно 0,5 % масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон проявляют снижение тенденции волокон к закупорке канала. In the following series of experiments, it was shown that polymer fibers, when coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, with mass fraction of the coating from about 0.5% of the mass, to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers show a decrease in the tendency of the fibers to clog the channel.
При этом наибольший эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равному от примерно 1% до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. In this case, the greatest effect is manifested when the mass fraction of coating of the sizing agent on the fibers is equal to from about 1% to about 30% of the mass, calculated on the total weight of the fibers.
Аналогично экспериментам в Примере 1 проверялись также другие полиэфирные волокна (полиэтилентерефталатные, полибутилентерефталатные), полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), целлюлозные/вискозные волокна, полиамидные волокна (нейлон-6, нейлон-66, нейлон -12), покрытые аппретирующим агентом (различными маслами и смазочными материалами, имеющими индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смесями) в количестве 0,5; 5; 10; 20, 30, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, суспендированные в низковязких и высоковязких несущих жидкостях (с проппантом и без проппанта) при прокачке через щели в 1 и 5 мм. Similar to the experiments in Example 1, other polyester fibers (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate), polyolefin fibers (polyethylene, polypropylene), cellulose / viscose fibers, polyamide fibers (nylon-6, nylon-66, nylon -12) coated with a sizing agent (various oils and lubricants having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof) in an amount of 0.5; 5; 10; 20, 30, 50% by weight, based on the total weight of fibers suspended in low-viscosity and high-viscosity carrier fluids (with proppant and without proppant) when pumped through slits of 1 and 5 mm.
Пример 2 Example 2
Готовили суспензию, включающую полиэфирные волокна (полилактид), покрытые аппретирующим агентом (Масло трансмиссионное синтетическое Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (маслоЛй)) в количестве 0,5; 1; 5; 10; 20; 30; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, низковязкую несущую жидкость (водный раствор полиакриламида или ксантановая камедь или карбоксиметилцеллюлоза). Использовались волокна следующей геометрии: 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма. Композицию прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм (результаты в Таблице 2).
Таблица 2. A suspension was prepared comprising polyester fibers (polylactide) coated with a sizing agent (synthetic transmission oil Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (oilL)) in an amount of 0.5; one; 5; 10; twenty; thirty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide or xanthan gum or carboxymethyl cellulose). The fibers of the following geometry were used: 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape. The composition was pumped through a 1 mm wide slotted channel (results in Table 2). Table 2.
Суспензия полиэфирных 100 ПД 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 PD 200 22.2 fibers coated
аппретирующим агентом - маслом]\°2 (30% масс, в sizing agent - oil] \ ° 2 (30% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 300 33,3 600 66,7 волокон, покрытых Polyester suspension 300 33.3 600 66.7 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом.М°2 (50% масс, в sizing agent - oil. M ° 2 (50% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Пример 3. Example 3
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытые аппретирующим агентом (масло.М°2), в количестве 1; 5; 10; 20, 30% по массе в расчете на общую массу волокон, низковязкую несущую жидкость (водный раствор полиакриламида или ксантановая камедь или карбоксиметилцеллюлоза; проппант (CarboProp® со средней плотностью 3,2 г/см3, размер диаметр 0,4-0,8 мм, концентрация 240 г/л). Композицию прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Результаты на примере волокон из полилактида (PL А), приведены в Таблице 3. A composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape) coated with a sizing agent (oil. M ° 2), in an amount of 1; 5; 10; 20, 30% by weight based on the total weight of the fibers, low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide or xanthan gum or carboxymethyl cellulose; proppant (CarboProp® with an average density of 3.2 g / cm 3 , size 0.4-0.8 diameter mm, concentration 240 g / l). The composition was pumped through a slotted channel with a width of 5 mm. The results on the example of polylactide fibers (PL A) are shown in Table 3.
Таблица 3. Table 3.
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 2.22 200 5.55 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом °2 (5% масс, в расчете sizing agent - oil ° 2 (5% of the mass, calculated
на массу волокон) в per mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 2.22 200 5.55 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом N°2 (10% масс, в sizing agent - oil N ° 2 (10% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 2.22 200 5.55 coated fibers
аппретирующим агентом - масломМЬ2 (20% масс, в sizing agent - Ml2 oil (20% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 2.22 200 5.55 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом о2 (30%) масс, в sizing agent - o2 oil (30%) of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Пример 4. Example 4
Готовили суспензию полиэфирных волокон (результаты проиллюстрированы на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом (масло>Г°2) количестве 1 ; 5; 10; 20; 30% по массе в расчете на общую массу волокон, в высоковязкой несущей жидкости (сшитый карбоксиметилцеллюлозный гель), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм. A suspension of polyester fibers was prepared (the results are illustrated by polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape) coated with a sizing agent (oil> G ° 2) in an amount of 1; 5; 10; twenty; 30% by weight based on the total weight of the fibers, in a highly viscous carrier fluid (crosslinked carboxymethyl cellulose gel), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slotted channel.
Таблица 4. Table 4.
Описание образца волокна Закупоривание канала Свободное течение через канал Description of the fiber sample Clogging the channel Free flow through the channel
Расход Линейная Расход Линейная суспензии, скорость суспензии, скорость мл/мин жидкости мл/мин жидкости через через щель, см/с щель, см/с Linear flow rate Linear suspension flow rate, suspension speed, ml / min liquid velocity ml / min liquid through the slit, cm / s slit, cm / s
(1) (2) (3) (4) (5)
Необработанные полиэфирные 200 22,2 300 33,3 волокна в низковязкой (1) (2) (3) (4) (5) Untreated polyester 200 22.2 300 33.3 fibers in low viscosity
жидкости liquids
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 11.1 200 22.2 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом . (1% масс, в расчете sizing agent - oil. (1% of the mass, calculated
на массу волокон) в per fiber mass) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 11.1 200 22.2 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом > (5% масс, в расчете sizing agent - oil> (5% of the mass, calculated
на массу волокон) в per fiber mass) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 11.1 200 22.2 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом N°2 (10% масс, в sizing agent - oil N ° 2 (10% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 11.1 200 22.2 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом>Г°2 (20%) масс, в sizing agent - oil> G ° 2 (20%) of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых Suspension of polyester 100 11.1 200 22.2 coated fibers
аппретирующим агентом - маслом 2 (30% масс, в sizing agent - oil 2 (30% of the mass, in
расчете на массу волокон) в based on the mass of fibers) in
низковязкой жидкости low viscosity fluid
Пример 5. Example 5
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (проиллюстрирован пример волокон из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытые аппретирующим агентом (в количестве 1; 20; 30; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакриламида), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм.
Таблица 5. A composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (illustrated is an example of polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent (in an amount of 1; 20; 30; 50% by weight based on the total mass of fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylamide), with CarboISP® proppant (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through the slot 5 mm wide channel. Table 5.
Пример 6. Example 6
Готовили суспензию полиэфирных волокон (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом NGN FUTURE 0W-20 API SN (масло 1°5, основа полиальфаолефин, группа IV согласно классификации API), в количестве 1 ; 20; 30;
50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании волокон, покрытых данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.6). A suspension of polyester fibers was prepared (for example, polylactide fiber, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent NGN FUTURE 0W-20 API SN (oil 1 ° 5, polyalphaolefin base, group IV according to API classification ), in the amount of 1; twenty; thirty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slot channel. A decrease in the tendency to clog the channel when pumping fibers coated with this sizing agent was shown (results in Table 6).
Таблица 6. Table 6.
Пример 7.
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом NGN FUTURE 0W-20 API SN (масло °5, основа полиальфаолефин, группа IV согласно классификации API, номер С AS 151006-62-1), в количестве 1; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.7). Example 7 A composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (for example, polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with NGN FUTURE 0W-20 API SN sizing agent (oil ° 5, polyalphaolefin base, group IV according to API classification, number C AS 151006-62-1), in the amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide. A decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a composition containing fibers coated with this sizing agent (results in Table 7).
Таблица 7. Table 7.
жидкости
Пример 8. liquids Example 8
Готовили суспензию полиэфирных волокон (на примере волокна из полилактида 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированных маслом Poly(l,2-butylene glycol) (масло-Ч^б, основа полиалкилгликоль, группа V согласно классификации API, номер С AS 31923-86-1) в количестве 1 ; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании суспензии, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.8). A suspension of polyester fibers was prepared (for example, polylactide fiber 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape), sizing with Poly (l, 2-butylene glycol) oil (oil-C ^ b, polyalkyl glycol base, group V according to classification API, number C AS 31923-86-1) in the amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), without proppant, and pumped through a 1 mm wide slot channel. A decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a suspension containing fibers coated with this sizing agent (results in Table 8).
Таблица 8. Table 8.
жидкости
Пример 9. liquids Example 9
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом Poly(l,2-butylene glycol) (масло.Ч°6, основа полиалкилгликоль, группа V согласно классификации API, номер CAS 31923-86-1) в количестве 1 ; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом. A composition for hydraulic fracturing was prepared, including polyester fibers (for example, polylactide fibers, 6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape) coated with a sizing agent Poly (l, 2-butylene glycol) (oil. ° 6, base polyalkyl glycol, group V according to API classification, CAS number 31923-86-1) in an amount of 1; twenty; 50% by weight based on the total weight of the fibers, in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with proppant CarboISP (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide. It has been shown to reduce the tendency to clog the channel when pumping a composition containing fibers coated with this sizing agent.
Таблица 9. Table 9.
низковязкой жидкости
Пример 10. low viscosity fluid Example 10
Готовили композицию для ГРП, включающую волокна полипропилена (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированные следующими маслами: масло-ЧеЗ, масло.Ч°5, масло еб, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данными аппретирующими агентами. A composition was prepared for hydraulic fracturing, including polypropylene fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape), saponified with the following oils: CheZ oil, oil. Ch ° 5, eb oil, in an amount of 10% by weight based on total fiber mass; in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with the proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 wide mm A decrease in the tendency to clog the channel was shown when pumping a composition containing fibers coated with these sizing agents.
Таблица 10. Table 10.
жидкости
Пример 11. liquids Example 11
Готовили композицию для ГРП, содержащую волокна «нейлон-6» (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированных следующими маслами: маслоЗЧзЗ, масло »5, масло^б, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм (результаты в Табл.11). A composition was prepared for hydraulic fracturing containing nylon-6 fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, round cross section, straight shape), sizing with the following oils: oil ЗЗззЗ, oil "5, oil ^ b, in an amount of 10% by weight, calculated on the total mass of fibers; in a low-viscosity carrier fluid (aqueous solution of polyacrylonitrile), with the proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 wide mm (results in Table 11).
Таблица 11. Table 11.
Пример 12. Example 12
Готовили композицию для ГРП, включающую вискозные волокна (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированные следующими маслами: маслоМеЗ, маслаМ°5, масло еб, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор
полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см3, средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм (см. Табл.12) A composition was prepared for hydraulic fracturing, including viscose fibers (6 mm long, 12 microns in diameter, circular cross section, straight shape), sizing with the following oils: MeZE oil, Oils М ° 5, eb oil, in an amount of 10% by weight based on the total weight of the fibers; in low viscosity carrier fluid (aqueous solution polyacrylonitrile), with a proppant CarboISP® (density 3.2 g / cm 3 , average particle size 0.4-0.8 mm, content 240 g / l), and pumped through a slot channel 5 mm wide (see Table 12 )
Таблица 12. Table 12.
Пример 13. Example 13
В данном примере со ссылкой на Фиг.1 иллюстрируется эффективность диспергирования волокон с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, в композиции для гидроразрыва пласта при прокачке через трещину пласта, в сравнении с необработанными волокнами в композиции. In this example, with reference to FIG. 1, the dispersion efficiency of coated fibers of a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or a mixture thereof, is illustrated. in the composition for hydraulic fracturing during pumping through the formation fracture, in comparison with the untreated fibers in the composition.
Эксперименты по течению суспензии через вертикальный узкий канал показывают разницу в поведении необработанных и обработанных волокон в случае потока проппантно-волоконной суспензии. Видно, что суспензия с обработанными
волокнами обеспечивает улучшенный перенос проппанта в узких каналах (лабораторная модель трещины ГРП). Experiments on the flow of a suspension through a vertical narrow channel show the difference in the behavior of untreated and treated fibers in the case of a flow of proppant fiber suspension. It is seen that the suspension with processed fibers provides improved proppant transfer in narrow channels (laboratory model of hydraulic fracture).
Параметры лабораторной проточной модели: длина ячейки - 1500 мм, высота 400 мм; внутренняя ширина (расстояние между стенками) - 2 мм, скорость закачивания суспензии (линейная скорость потока) 0.30 м/с. Ячейка изготовлена из двух прозрачных листов плексигласа. Описанные лабораторные условия позволяют моделировать поток суспензии при ГРП обработке породы. Parameters of the laboratory flow model: cell length - 1500 mm, height 400 mm; internal width (distance between walls) - 2 mm, suspension pumping speed (linear flow rate) 0.30 m / s. The cell is made of two transparent sheets of plexiglass. The described laboratory conditions allow us to simulate the flow of the suspension during hydraulic fracturing treatment of the rock.
Как видно из Фиг. 1(A), закачка композиции с необработанными волокнами приводит к закупориванию канала во входной области щелевого канала D0. As can be seen from FIG. 1 (A), injection of a composition with raw fibers leads to blockage of the channel in the input region of the slotted channel D 0 .
Как видно из Фиг.1(B), закачка композиции с волокнами покрытыми аппретирующим агентом приводит к равномерному размещению волокон и проппанта по объему щелевого канала Df. В данном случае продольный масштаб размещения проппанта совпадает с длиной щелевого канала Df. As can be seen from Figure 1 (B), the injection of a composition with fibers coated with a sizing agent results in uniform distribution of the fibers and proppant throughout the volume of the slit channel Df. In this case, the longitudinal scale of the proppant placement coincides with the length of the slotted channel Df.
Таким образом, полимерные волокна, с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, обладают улучшенной диспергируемостью в трещине пласта, и не образуют закупорку трещины пласта. Thus, polymer fibers coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof, have improved dispersibility in a fracture of a formation, and do not form a plugging of a formation crack.
Следует отметить, что настоящее раскрытие не ограничено вышеописанными конкретными вариантами воплощения, и в них могут быть внесены различные модификации и изменения без отклонения от сущности настоящего раскрытия, которая выражена в прилагаемой формуле. Термины «содержит», «включает в себя» и их аналоги используются в данном описании в неограничительном смысле, т.е. в смысле открытого списка, а не в исключительном смысле, и поэтому не исключают наличия других возможным компонентов, элементов, этапов и т.п. В исключительном смысле употребляется лишь термин «состоящий из».
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above specific embodiments, and various modifications and changes can be made to them without deviating from the essence of the present disclosure, which is expressed in the attached formula. The terms “contains”, “includes” and their analogs are used in this description in a non-restrictive sense, i.e. in the sense of an open list, and not in an exceptional sense, and therefore do not exclude the presence of other possible components, elements, steps, etc. In the exceptional sense, only the term “consisting of” is used.
Claims
1. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, при этом волокно покрыто аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. 1. A polymer fiber for use in a hydraulic fracturing composition, wherein the fiber is coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
2. Волокно по п.1, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. 2. The fiber according to claim 1, in which the mass fraction of the coating of the sizing agent is from about 0.5 to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers, mainly from about 1 to about 30% mass, calculated on the total weight of the fibers.
3. Волокно по п.1 или 2, в котором базовое масло включает минеральное масло, синтетическое масло, или их смесь. 3. The fiber according to claim 1 or 2, in which the base oil includes mineral oil, synthetic oil, or a mixture thereof.
4. Волокно по п.1 или п.2, в котором базовое масло включает масло, выбранное из базовых масел III, IV, V группы согласно классификации Американского нефтяного института (API) или их смеси. 4. The fiber according to claim 1 or claim 2, wherein the base oil comprises an oil selected from group III, IV, V base oils according to the classification of the American Petroleum Institute (API) or a mixture thereof.
5. Волокно по п.1 или 2, в котором аппретирующий агент имеет значение вязкости равное примерно 2-40 сСт при 40 °С. 5. The fiber according to claim 1 or 2, in which the sizing agent has a viscosity value of about 2-40 cSt at 40 ° C.
6. Волокно по п.1, включающее, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 6. The fiber according to claim 1, comprising at least one of polyesters, polyamides, polyolefins, cellulose fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof.
7. Волокно по п.1 или п.6, выбранное из деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, при этом волокно имеет прямую и/или непрямую форму, причем волокно представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентного волокна, двухкомпонентного волокна или многокомпонентного волокна 7. The fiber according to claim 1 or claim 6, selected from degrading fibers or non-degrading fibers or mixtures thereof, the fiber has a direct and / or indirect shape, and the fiber is at least one of a single component fiber, a two-component fiber or multicomponent fiber
8. Волокно по п.1 или п.6, имеющее диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, примерно от 3 мм до примерно 6 мм. 8. The fiber according to claim 1 or claim 6, having a diameter in the range from about 3 microns to about 40 microns, mainly from about 3 microns to about 7 microns, a length in the range from about 3 mm to about 12 mm, mainly approximately 3 mm to about 6 mm.
9. Композиция для гидроразрыва пласта, содержащая: 9. Composition for hydraulic fracturing, containing:
несущую жидкость, carrier fluid
проппант,
полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанных масел, имеющие индекс вязкости больше 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. proppant polymer fibers coated with a sizing agent, including a base oil, a lubricant based on these oils, having a viscosity index greater than 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
10. Композиция по п.9, в которой массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. 10. The composition according to claim 9, in which the mass fraction of the coating of the sizing agent is from about 0.5 to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers, mainly from about 1 to about 30% mass, calculated on the total weight of the fibers.
11. Композиция по п.9 или 10, в которой базовое масло включает минеральное масло, синтетическое масло, или их смесь. 11. The composition according to claim 9 or 10, in which the base oil includes mineral oil, synthetic oil, or a mixture thereof.
12. Композиция по п.9 или 10, в которой базовое масло включает масло, выбранное из базовых масел III, IV, V группы согласно классификации Американского нефтяного института (API) или их смеси. 12. The composition according to claim 9 or 10, in which the base oil includes an oil selected from base oils of group III, IV, V according to the classification of the American Petroleum Institute (API) or a mixture thereof.
13. Композиция по п.9, в которой аппретирующий агент имеет значение вязкости равное примерно 2-40 сСт при 40 °С. 13. The composition according to claim 9, in which the sizing agent has a viscosity value of about 2-40 cSt at 40 ° C.
14. Композиция по п.9, в которой волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 14. The composition according to claim 9, in which the fibers include at least one of polyesters, polyamides, polyolefins, cellulose fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof.
15. Композиция по п.9, в которой волокна выбраны из деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму, при этом волокна представляют собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон 15. The composition according to claim 9, in which the fibers are selected from degrading fibers or non-degrading fibers or mixtures thereof, the fibers have a direct and / or indirect shape, the fibers being at least one of one-component fibers, two-component fibers, or multicomponent fibers
16. Композиция по п.9, в которой волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм. 16. The composition according to claim 9, in which the fibers have a diameter in the range from about 3 microns to about 40 microns, mainly from about 3 microns to about 7 microns, a length in the range from about 3 mm to about 12 mm, mainly , from about 3 mm to about 6 mm.
17. Композиция по п.9 в которой содержание волокон в композиции находится в интервале от примерно 0,48 г/л до примерно 4,8 г/л (от 4 до 40 фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,5 г/л до примерно 2, 2 г/л (6 до 18 фунтов/ 1,000 галлонов). 17. The composition according to claim 9 in which the fiber content in the composition is in the range from about 0.48 g / l to about 4.8 g / l (from 4 to 40 pounds / 1,000 gallons), mainly in the range from about 0.5 g / l to about 2.2 g / l (6 to 18 pounds / 1,000 gallons).
17. Композиция по п. 9, в которой содержание проппанта в композиции находится в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 1,2 г/л (0.25 до 10
фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 0, 7 г/л (0.25 до 6 фунтов/1,000 галлонов). 17. The composition according to p. 9, in which the proppant content in the composition is in the range from about 0.03 g / l to about 1.2 g / l (0.25 to 10 pounds / 1,000 gallons), mainly in the range of from about 0.03 g / l to about 0.7 g / l (0.25 to 6 pounds / 1,000 gallons).
18. Композиция по п. 9, в которой значение вязкости несущей жидкости выбирают в интервале: от примерно 1 · 10~3 Па с до примерно 5 - 10"2 Па- с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 · 10"3 Па с до примерно 3.5 · 10~2 Па- с, и главным образом, от примерно 2 · 10"3 Па- с до примерно 2 10" 2 Па с или от примерно 1 · 10"1 Па с до примерно 20 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 10"1 Па* с до примерно 5 - 10"1 Па*с, и главным образом,от примерно 2· 10"1 Па- с до примерно 3 - 10"1 Па- с. 18. The composition according to claim 9, in which the value of the viscosity of the carrier fluid is selected in the range from about 1 · 10 ~ 3 Pa s to about 5 - 10 "2 Pas measured at a shear rate of 170 s " 1 and a temperature of 25 ° With, for example, from about 2 · 10 "3 Pa s to about 3.5 · 10 ~ 2 Pas, and mainly from about 2 · 10 " 3 Pa s to about 2 10 " 2 Pa s, or from about 1 · 10 "1 Pa s to about 20 Pa s, measured at a shear rate of 170 s " 1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 10 "1 Pa * s to about 5 - 10 " 1 Pa * s, and the main thus, from about 2 · 10 "1 Pas to about 3 to 10 " 1 Pas.
19. Композиция по п.9, в которой несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из воды, водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных. 19. The composition according to claim 9, in which the carrier fluid includes at least one of water, an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, a suspension of polyacrylonitrile, as well as their derivatives .
20. Композиция по п.9, в которой несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинации. 20. The composition according to claim 9, in which the carrier fluid includes at least one of an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, suspension of polyacrylonitrile, as well as their derivatives, co a crosslinking agent based on boric acid, soluble salts of zirconium (IV) and aluminum (III), or a combination thereof.
21. Композиция по п.9, дополнительно содержащая функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии, или их комбинации. 21. The composition according to claim 9, additionally containing functional additives, including antifoam agents, emulsifiers, high temperature stabilizing agents, corrosion inhibitors, or combinations thereof.
22. Композиция по п.9, в которой проппант имеет размер частиц примерно 0,1- 2 мм, плотность от примерно 2,4 до примерно 3,8 г/см3, при этом проппант включает керамику, песок, боксит, стекло, скорлупу ореха, полимерный проппант, или их смеси. 22. The composition according to claim 9, in which the proppant has a particle size of about 0.1 to 2 mm, a density of from about 2.4 to about 3.8 g / cm 3 , wherein the proppant includes ceramic, sand, bauxite, glass, walnut shell, polymer proppant, or mixtures thereof.
23. Способ гидравлического разрыва пласта, содержащий: 23. A method of hydraulic fracturing, comprising:
закачивание композиции для гидроразрыва пласта, содержащую несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом
волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси. pumping a fracturing composition containing a carrier fluid, proppant, polymer fibers through a well into an underground formation, wherein the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
24. Способ по п.23, в котором расход, скорость закачивания указанной композиции в подземный пласт поддерживают на уровне, не вызывающем закупорку трещин пласта закачиваемой композицией. 24. The method according to item 23, in which the flow rate, the rate of injection of the specified composition into the subterranean formation is maintained at a level that does not cause clogging of the fractures of the formation with the injected composition.
25. Способ по п. 23, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. 25. The method according to p. 23, in which the mass fraction of the coating of the sizing agent is from about 0.5 to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers, mainly from about 1 to about 30% mass, calculated on the total weight of the fibers.
26. Способ по п. 23 или п.25, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна или их комбинаций. 26. The method according to p. 23 or p. 25, in which the fibers include at least one of polyesters, polyamides, polyolefins, cellulose fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof.
27. Способ по п. 23 или п.25, в котором волокна выбраны из группы деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму, при этом волокна представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон. 27. The method according to p. 23 or A.25, in which the fibers are selected from the group of degrading fibers or non-degrading fibers or mixtures thereof, the fibers have a direct and / or indirect shape, wherein the fiber is at least one of the one-component fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers.
28. Способ по п. 23 или 25, в котором волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм. 28. The method according to p. 23 or 25, in which the fibers have a diameter in the range from about 3 microns to about 40 microns, mainly from about 3 microns to about 7 microns, a length in the range from about 3 mm to about 12 mm, mainly from about 3 mm to about 6 mm.
29. Способ по п. 23, в котором содержание волокон в композиции находится в интервале от примерно 0,48 г/л до примерно 4,8 г/л (от 4 до 40 фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,5 г/л до примерно 2, 2 г/л (6 до 18 фунтов/ 1,000 галлонов). 29. The method according to p. 23, in which the fiber content in the composition is in the range from about 0.48 g / l to about 4.8 g / l (4 to 40 pounds / 1,000 gallons), mainly in the range from from about 0.5 g / l to about 2.2 g / l (6 to 18 pounds / 1,000 gallons).
30. Способ по п. 23, в котором содержание проппанта в композиции находится в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 1,2 г/л (0.25 до 10 фунтов/ 1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 0, 7 г/л (0.25 до 6 фунтов/1,000 галлонов). 30. The method according to p. 23, in which the proppant content in the composition is in the range from about 0.03 g / l to about 1.2 g / l (0.25 to 10 pounds / 1,000 gallons), mainly in the range from about 0.03 g / l to about 0.7 g / l (0.25 to 6 pounds / 1,000 gallons).
31. Способ по п. 23, в котором значение вязкости несущей жидкости выбирают в интервале: от примерно 1 · 10"3 Па с до примерно 5 10"2 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 - 10"3 Пах до
примерно 3.5 · 10"2 Па- с, и главным образом, от примерно 2 · 10"3 Па- с до примерно 2 10" 2 Па- с или от примерно 1 10"1 Па- с до примерно 20 Па- с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2- 10"' Па с до примерно 5 - 10"1 Па- с, и главным образом, от примерно 2 - 10"1 Па- с до примерно 3 - 10"1 Па- с. 31. The method according to p. 23, in which the value of the viscosity of the carrier fluid is selected in the range from about 1 · 10 "3 Pa s to about 5 10 " 2 Pa s, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2 - 10 "3 groin to about 3.5 · 10 "2 Pass, and mainly from about 2 · 10 " 3 Pass to about 2 10 " 2 Pass or from about 1 10 " 1 Pass to about 20 Pass, measured at a shear rate of 170 s "1 and a temperature of 25 ° C, for example, from about 2-10 " Pa to about 5-10 "1 Pas, and mainly from about 2-10 " 1 Pas up to about 3 - 10 "1 pass.
32. Способ по п.23, в котором несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из воды, водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных. 32. The method according to item 23, in which the carrier fluid includes at least one of water, an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, suspension of polyacrylonitrile, as well as their derivatives .
33. Способ по п.23, в котором несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинации. 33. The method according to item 23, in which the carrier fluid includes at least one of an aqueous solution of polyacrylamide, guar gum, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum, carboxymethyl cellulose, xanthan gum, sodium alginate, suspension of polyacrylonitrile, as well as their derivatives, with a crosslinking agent based on boric acid, soluble salts of zirconium (IV) and aluminum (III), or a combination thereof.
34. Способ по п.23, в котором композиция для гидроразрыва пласта дополнительно содержит функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии или их комбинации. 34. The method according to item 23, in which the composition for hydraulic fracturing additionally contains functional additives, including antifoam agents, emulsifiers, high temperature stabilizing agents, corrosion inhibitors, or combinations thereof.
35. Способ по п.23, в котором проппант имеет размер частиц примерно 0,1-2 мм, плотность от примерно 2,4 до примерно 3,8 г/см3, при этом проппант включает, по меньшей мере, одно из керамики, песка, боксита, стекла, скорлупы ореха, полимерного проппанта, или их смеси. 35. The method according to item 23, in which the proppant has a particle size of about 0.1-2 mm, a density of from about 2.4 to about 3.8 g / cm 3 , while the proppant includes at least one of the ceramics , sand, bauxite, glass, walnut shell, polymer proppant, or a mixture thereof.
36. Способ получения полимерных волокон для использования в композиции для гидроразрыва пласта, содержащий: 36. A method for producing polymer fibers for use in a fracturing composition, comprising:
покрытие полимерного волокна аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия, при этом аппретирующий агент включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, coating the polymer fiber with a sizing agent by means of a coating agent, the sizing agent comprising a base oil, a lubricant based on said oil, having a viscosity index of at least 120 as determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof,
сушку волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента. drying the fiber coated with a sizing agent.
37. Способ по п.36, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете
на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон. 37. The method according to clause 36, in which the mass fraction of the coating of the sizing agent is from about 0.5 to at least about 50% of the mass, calculated on the total weight of the fibers, mainly from about 1 to about 30% of the mass, calculated on the total weight of the fibers.
38. Способ по п.36, в котором наносят аппретирующий агент при температуре, не превышающей температуру стеклования материала волокна, и сушат волокна с нанесенным покрытием из аппретирующего агента при температуре, по меньшей мере, на 20 градусов Цельсия ниже значения температуры плавления материала волокна. 38. The method of claim 36, wherein the sizing agent is applied at a temperature not exceeding the glass transition temperature of the fiber material, and the coated fibers of the sizing agent are dried at a temperature of at least 20 degrees Celsius below the melting temperature of the fiber material.
39. Способ по любому из пп.36 -38, в котором дополнительно удаляют избыток нанесенного аппретирующего агента посредством отжимания волокон. 39. The method according to any one of claims 36 to 38, further comprising removing the excess applied sizing agent by squeezing the fibers.
40. Способ по п. 36, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 40. The method of claim 36, wherein the fibers include at least one of polyesters, polyamides, polyolefins, cellulosic fiber, viscose fiber, acetate fiber, or combinations thereof.
41. Способ по п. 36 или п.40, в котором волокна выбраны из деградирующих волокон или недеградир ющих волокон, или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму. 41. The method of claim 36 or claim 40, wherein the fibers are selected from degrading fibers or non-degrading fibers, or mixtures thereof, the fibers having a direct and / or indirect shape.
42. Способ по п. 36 или 40, в котором волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом,от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм, при этом волокна представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон. 42. The method according to p. 36 or 40, in which the fibers have a diameter in the range from about 3 microns to about 40 microns, mainly from about 3 microns to about 7 microns, a length in the range from about 3 mm to about 12 mm, mainly from about 3 mm to about 6 mm, wherein the fiber is at least one of unicomponent fibers, bicomponent fibers or multicomponent fibers.
43. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по любому из п. п. 36- 42, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.
43. A polymer fiber for use in a hydraulic fracturing composition obtained by the method according to any one of claims 36 to 42, wherein the fibers are coated with a sizing agent including a base oil, a lubricant based on said oil having a viscosity index of at least at least 120 when determined according to ASTM D2270, or mixtures thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000516 WO2018026301A1 (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Well treatment method using polymeric fibres |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000516 WO2018026301A1 (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Well treatment method using polymeric fibres |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018026301A1 true WO2018026301A1 (en) | 2018-02-08 |
Family
ID=61073864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2016/000516 WO2018026301A1 (en) | 2016-08-05 | 2016-08-05 | Well treatment method using polymeric fibres |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2018026301A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015160277A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | Schlumberger Canada Limited | Treatment fluid |
CN105086987A (en) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | Fiber surface treating agent, preparation method and use method thereof, and fiber for fracturing fluid |
WO2016064593A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | Schlumberger Canada Limited | System and method of treating a subterranean formation |
-
2016
- 2016-08-05 WO PCT/RU2016/000516 patent/WO2018026301A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015160277A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | Schlumberger Canada Limited | Treatment fluid |
WO2016064593A1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | Schlumberger Canada Limited | System and method of treating a subterranean formation |
CN105086987A (en) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | Fiber surface treating agent, preparation method and use method thereof, and fiber for fracturing fluid |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
??????? ?. H: "?????? ????? . ??????? ??? ????????? ?????????????????? ? ???????????? ?????????????? ?????", MOCKBA, M?????????????, 1989, pages 145 * |
KAPRHH B. A. ? ?P: "C???????? ??????????", ??????????? ?????????, 1972, pages 1141 - 1142 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2638667C2 (en) | Direct channeling method and system for increasing fracture conductivity | |
US9945220B2 (en) | Methods and system for creating high conductivity fractures | |
EP3608385A1 (en) | Methods and compositions for creating high conductivity fractures | |
RU2706041C2 (en) | Systems and methods for optimizing formation fracturing operations | |
CA1262507A (en) | Polymer article and its use for controlled introduction of reagent into a fluid | |
RU2386025C1 (en) | Method of hydraulic break of oil or gas stratum with usage of proppant | |
WO2017095253A1 (en) | Method of treating a well with the formation of proppant structures (variants) | |
US10988683B2 (en) | Proppant treatments for mitigating erosion of equipment in subterranean fracturing operations | |
CN103328765A (en) | Methods to create high conductivity fractures that connect hydraulic fracture networks in a well | |
WO2014078143A1 (en) | Methods for generating highly conductive channels in propped fractures | |
AU2006203048A1 (en) | Non-Volatile Phosphorus Hydrocarbon Gelling Agent | |
CN102952534A (en) | Low-damage fracturing fluid and fracturing method | |
CN103013486A (en) | Fracturing fluid and fracturing method for improving laying efficiency of proppant in fractured fracture | |
US20140076570A1 (en) | Methods of Treating Long-Interval and High-Contrast Permeability Subterranean Formations with Diverting Fluids | |
CA3006065C (en) | Lightweight proppant and methods for making and using same | |
CN109996930A (en) | The method of processing well bottom chronostratigraphic zone | |
MX2012008854A (en) | Use of reactive solids and fibers in wellbore clean-out and stimulation applications. | |
US20150000910A1 (en) | Methods for Improved Proppant Suspension in High Salinity, Low Viscosity Subterranean Treatment Fluids | |
NO20180342A1 (en) | Carrier-free treatment particulates for use in subterranean formations | |
US11427753B2 (en) | Method of making rod-shaped particles for use as proppant and anti-flowback additive | |
US11345847B2 (en) | Treatment fluid, method for formation treatment, method for reducing the proppant settling rate in the formation treatment fluid | |
US10221351B2 (en) | Composite proppant, method for producing a composite proppant and methods of its application | |
WO2018026301A1 (en) | Well treatment method using polymeric fibres | |
US3552494A (en) | Process of hydraulic fracturing with viscous oil-in-water emulsion | |
CN106854462B (en) | Fracturing fluid composition and method of use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16911741 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16911741 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |