CN103741466B - 一种压裂用改性纤维及制备工艺 - Google Patents
一种压裂用改性纤维及制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103741466B CN103741466B CN201310698383.XA CN201310698383A CN103741466B CN 103741466 B CN103741466 B CN 103741466B CN 201310698383 A CN201310698383 A CN 201310698383A CN 103741466 B CN103741466 B CN 103741466B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- fibre
- surface modification
- pressure break
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 263
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 78
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- -1 Perfluorinated alkoxy vinyl ether Chemical compound 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 8
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 8
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical class [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- YXGOYRIWPLGGKN-UHFFFAOYSA-N 2,3-ditert-butylbenzene-1,4-diol Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C=CC(O)=C1C(C)(C)C YXGOYRIWPLGGKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 5
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 28
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 17
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229920013818 hydroxypropyl guar gum Polymers 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N Nitrovin Chemical compound C=1C=C([N+]([O-])=O)OC=1\C=C\C(=NNC(=N)N)\C=C\C1=CC=C([N+]([O-])=O)O1 XQCFHQBGMWUEMY-ZPUQHVIOSA-N 0.000 description 1
- 241001199639 Vachellia arenaria Species 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：40～60，纤维表面改性剂：45～85；该压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：纤维密度0.93～1.85g/cm3，纤维长度2～14mm，纤维抗拉强度15～3000MPa，纤维直径15～150μm；S2.配制压裂用纤维表面改性剂；S3.称量；S4.表面改性；S5.抽滤；S6.烘干。本发明通过对基础纤维进行改性后能显著改善纤维的表面性能，使纤维在溶剂中能充分分散，同时增加了纤维表面的粗糙度，提高了纤维的疏水性；本发明提供的压裂用改性纤维的制备工艺具有步骤简单、操作方便、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发压裂施工材料领域，具体是涉及一种压裂用改性纤维及制备工艺。
背景技术
常规压裂工艺存在高速返排与支撑剂回流影响气井正常生产的矛盾，特别是在对气藏开发过程中拥有大量的高压高产气井，这些高压高产气井支撑剂回流出砂问题比较突出，在压后排液、测试求产期间及采输气的初期（约1-3月），有约50%的井（层）存在不同程度的支撑剂回流，支撑剂回流量一般在1m3以内，少数井超过1m3，甚至达到3m3。由于气井压力高、产量高、流速快，支撑剂回流出砂对井口及地面流程管线闸阀、地面设备的冲蚀破坏作用相当强烈，产生的砂刺冲蚀破坏等危害比较大。气井出砂降低了泡排工艺效果，降低了气井的生产时率，预计因出砂影响气井生产时率0.5%左右，并严重影响了气井的正常生产，且存在着严重的安全隐患。
针对上述问题，国内外新发展了纤维压裂技术，它是通过纤维与支撑剂间的相互作用形成空间网状结构而提供支撑剂与裂缝之间额外的粘结力，从而将支撑剂稳定在原始位置，而流体可以自由通过。压裂液开始返排后，由于流体流动的冲刷，支撑剂颗粒就发生塑性剪切形变，形成一系列的拱形结构；排液时砂拱的剪切变形诱发的纤维轴向力可抵抗砂拱剪切变形，从而提高砂拱的稳定性和临界返排速度，有利于控制支撑剂的返吐；纤维不与压裂液相互作用，且对温度、压力和关井时间没有要求。压后可以提高返排速度，缩短返排时间，提高返排率。
为保证纤维压裂技术施工顺利并且要取得较好效果，压裂用纤维应具备在清水中以及有粘度的压裂液基液中具有较好的自分散能力，纤维在分散过程中形成空间网络结构从而达到辅助悬砂能力，同时纤维本身需要具有一定尺寸、直径、密度以及抗拉强度等要求，另外作为用于压裂施工的材料对于压裂液交联、破胶等性能应不产生不利影响。在纤维压裂施工中纤维的表面性能会对其在压裂液中的分散性、是否形成网络结构产生显著影响，目前常规纤维并不能满足上述要求，因此需要对其进行表面改性，经检索，未有对压裂用纤维进行表面改性的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种压裂用改性纤维，通过对基础纤维进行改性后能显著改善纤维的表面性能，使纤维在溶剂中能充分分散，同时增加了纤维表面的粗糙度，提高了纤维的疏水性；本发明的另一目的在于提供一种压裂用改性纤维的制备工艺，该制备工艺具有步骤简单、操作方便、成本低的优点。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：
基础纤维： 40～60， 纤维表面改性剂： 45～85；
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 20～32； 全氟烷氧基乙烯基醚： 8～18；
抗氧剂： 1～5； 水性氟丙乳液： 6～12；
乙二醇： 5～15； 异丙醇： 13～58。
所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚中的一种或两种。
所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或多种。
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至40～55℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌80～100min，所述恒温温度为40～55℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于65～75℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为22～26h，即得表面改性的压裂用纤维。
本发明具有以下优点：本发明用纤维表面改性剂对基础纤维进行改性处理后，能显著改善纤维表面性能，一定程度提高纤维密度，为纤维在溶剂中能充分分散奠定了基础；同时增加了纤维表面的粗糙度，使纤维表面具有疏水性，因此纤维在水中能形成空间网络结构，形成辅助压裂液冻胶悬砂的“骨架”，且改性后的纤维对压裂液的使用性能，如基液粘度、成破胶性能、泵送性能等不产生任何负面影响；该制备工艺具有步骤简单、操作方便、成本低的优点。
附图说明
图1为未进行改性的压裂用纤维示意图；
图2为改性后的压裂用纤维示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：聚丙烯纤维：40，纤维表面改性剂：45。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 20； 全氟烷氧基乙烯基醚： 8；
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚： 1； 水性氟丙乳液： 6；
乙二醇： 5； 异丙醇： 13。
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 0.93g/cm3， 纤维长度： 2mm，
纤维抗拉强度： 15MPa， 纤维直径： 15μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至40℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌80min，所述恒温温度为40℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于65℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为22h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例2：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：60，纤维表面改性剂：85；
所述基础纤维为聚丙烯纤维和聚酯纤维，且重量比为2:1。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 32； 全氟烷氧基乙烯基醚： 18；
特丁基对苯二酚： 5； 水性氟丙乳液： 12；
乙二醇： 5； 异丙醇： 58。
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 1.85g/cm3， 纤维长度： 14mm，
纤维抗拉强度： 3000MPa， 纤维直径： 150μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至55℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌100min，所述恒温温度为55℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于75℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为26h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例3：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：40，纤维表面改性剂：85；所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维和聚酰亚胺纤维，且重量比为3:2:1。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 22； 全氟烷氧基乙烯基醚： 12；
抗氧剂： 2； 水性氟丙乳液： 8；
乙二醇： 8； 异丙醇： 18；
所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚，且重量比为4:1。
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 1.25g/cm3， 纤维长度： 4mm，
纤维抗拉强度： 50MPa， 纤维直径： 30μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至42℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌85min，所述恒温温度为45℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于68℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为23h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例4：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：50，纤维表面改性剂：75；所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维和聚乙烯醇纤维，且重量比为4:3:2:2。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 25； 全氟烷氧基乙烯基醚： 14；
抗氧剂： 3； 水性氟丙乳液： 10；
乙二醇： 10； 异丙醇： 25；
所述抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚，且重量比为1:2。上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 1.45g/cm3， 纤维长度： 6mm，
纤维抗拉强度： 100MPa， 纤维直径： 75μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至45℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌92min，所述恒温温度为48℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于70℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为24h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例5：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：52，纤维表面改性剂：62；所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维，且重量比为1:1.5:3:3。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 28； 全氟烷氧基乙烯基醚： 16；
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚：4； 水性氟丙乳液： 10；
乙二醇： 12； 异丙醇： 36。
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 1.60g/cm3， 纤维长度： 10mm，
纤维抗拉强度： 800MPa， 纤维直径： 98μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至52℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌98min，所述恒温温度为52℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于72℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为25h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例6：一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：基础纤维：55，纤维表面改性剂：70；所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维，且重量比为5:2:2。
所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 30； 全氟烷氧基乙烯基醚： 15；
特丁基对苯二酚： 2.5； 水性氟丙乳液： 11；
乙二醇： 8； 异丙醇： 46；
上述压裂用改性纤维的制备工艺，它包括以下步骤：
S1.选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 1.75g/cm3， 纤维长度： 12mm，
纤维抗拉强度： 1000MPa， 纤维直径： 120μm；
S2.配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3.称量：按配方比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4.表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至36℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌96min，所述恒温温度为52℃；
S5.抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6.烘干：将抽滤后的纤维置于70℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为22h，即得表面改性的压裂用纤维。
实施例7：性能评价
1.实验材料
采用实施例6的基础纤维和表面改性的压裂用纤维为测试对象。
2.基本性能评价：包括观察、测定密度、长度、直径，实验结果如表1所示。
表1：基本性能评价结果
由表1可知：未改性的纤维密度、长度、直径分别为1.291g/cm3、6.2mm、38μm，采用表面改性剂改性过的纤维其密度、长度、直径分别为1.302g/cm3、、6.2mm、38μm，表明：改性前后纤维的基础物理指标基本不变。
3.对压裂液成胶、破胶性能的影响
A.配制压裂液
配方为：0.40%羟丙基瓜胶+0.3%杀菌剂+0.5%粘土稳定剂+0.5%助排剂+0.2%碳酸钠
B.测定
实验中所用交联剂为0.4%的有机硼交联剂；破胶性能活性评价采用过硫酸盐活性评价方法，实验所用过硫酸盐为过硫酸铵，浓度为200ppm，实验结果如表2所示。
表2.纤维对压裂液交联时间、破胶性能的影响
由表2可知：表面改性过的纤维对压裂液交联时间、破胶性能基本无影响。
4.分散性实验
A.配制基液和冻胶
基液配方为：0.40%羟丙基瓜胶+0.3%杀菌剂+0.5%粘土稳定剂+0.5%助排剂+0.2%碳酸钠
冻胶配方为：0.40%羟丙基瓜胶+0.3%杀菌剂+0.5%粘土稳定剂+0.5%助排剂+0.2%碳酸钠+0.4%有机硼
B.测定
将改性过的纤维分别加入到清水、基液、冻胶三种溶液中，纤维的加入量为溶液重量的0.5%，分别观察纤维在三种溶液中的分散性，结果如表3所示。
表3.纤维在清水、基液及冻胶中的分散性结果
| 液体名称 | 分散性 |
| 清水 | 纤维分散性好，无明显上浮下沉现象； |
| 基液 | 纤维呈丝状均匀分散，无成团现象，无上浮、下沉现象 |
| 冻胶 | 纤维分散均匀，冻胶挑挂性好、粘弹性好，光滑 |
由表3可知：改性后的纤维在清水、基液及冻胶中的分散性均较好，为纤维压裂施工打下良好的基础。
5.辅助悬砂能力测试
A.配制基液
基液配方为：0.40%羟丙基瓜胶+0.3%杀菌剂+0.5%粘土稳定剂+0.5%助排剂+0.2%碳酸钠；交联剂：0.4%有机硼
B.测试方法
取400mL基液至广口瓶，先加入交联剂，然后按照30%的砂比加入陶粒（粒径0.425～0.850mm，密度1.78g/cm3）以及0.5%陶粒重量的纤维（预先经过手工分散），快速将称量好的陶粒及纤维加入广口瓶中，接着迅速摇晃密封的广口瓶使陶粒以及纤维在压裂液中混合均匀。将混合均匀后的悬砂压裂液静置，观察陶粒沉降情况，同时做未加纤维的压裂液为对照。
C.实验结果：如表4所示。
表4.纤维辅助悬砂能力测试结果
由表4可知，0h、2h、10h、50h、120h，不加纤维的广口瓶中陶粒高度分别为：9.7cm、9.7cm、7.2cm、5.5cm、3.6cm；加改性过的纤维的广口瓶中陶粒高度分别为：9.7cm、9.7cm、9.6cm、9.2cm、8.5cm，加未改性的纤维的广口瓶中陶粒高度分别为：9.7cm、9.5cm、9.0cm、7.2cm、6.5cm。结果表明：加入改性后的纤维相对于不加纤维，其悬砂能力显著增强。
6.对短期导流能力影响测试
测量方式为API线性流，测量介质为去离子水，铺砂浓度为10kg/m2，具体测量方法为：按照铺砂浓度和砂比称取中等密度陶粒，配制成含改性纤维的压裂液冻胶，90℃下破胶（0.02%过硫酸铵）后，用180目标准试验筛过滤破胶液，将筛上物转移入导流室并刮平，用去离子水测试25℃下的导流能力，实验结果如表5所示。
表5：改性过的纤维对短期导流能力影响测试结果
由表5可知：加入改性过的纤维与不加纤维在相同的闭合压力下导流能力、渗透率数值变化不大，说明加入改性后的纤维相对导流能力以及渗透率几乎无影响。
从上述实验可看出：改造后的纤维能产生超强的悬浮携砂能力和支撑剂固定能力，加入纤维后这种新型的纤维加砂压裂技术能够实现压裂井的快速、高效返排，从根本上预防支撑剂回流出砂和地层出砂；能够有效保持人工裂缝较高的长期导流能力，延长增产有效期；能够在低粘条件下提供优良的悬砂能力，同时有效抑制缝高过度延伸，保证支撑剂在产层段饱填砂和造长缝，在加砂规模相同的情况下可以获得更长的支撑裂缝、更长的增产有效期。
Claims (4)
1.一种压裂用改性纤维，它由下述重量份的原料制备而成：
基础纤维： 40～60， 纤维表面改性剂： 45～85,
其特征在于，所述纤维表面改性剂由下述重量份的原料组成：
乙烯基硅烷： 20～32； 全氟烷氧基乙烯基醚： 8～18；
抗氧剂： 1～5； 水性氟丙乳液： 6～12；
乙二醇： 5～15； 异丙醇： 13～58。
2.如权利要求1所述的一种压裂用改性纤维，其特征在于，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、特丁基对苯二酚中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的一种压裂用改性纤维，其特征在于，所述基础纤维为聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或多种。
4.如权利要求1或2或3所述的一种压裂用改性纤维的制备工艺，其特征在于，它包括以下步骤：
S1. 选择基础纤维：所述基础纤维满足以下条件：
纤维密度： 0.93～1.85g/cm3，
纤维长度： 2～14mm，
纤维抗拉强度： 15～3000MPa，
纤维直径： 15～150μm；
S2. 配制压裂用纤维表面改性剂：按上述配方配制，备用；
S3. 称量：按上述比例称量基础纤维和纤维表面改性剂；
S4. 表面改性：将压裂用纤维表面改性剂移入三口烧瓶中，加热烧瓶并快速搅拌溶液，使溶液升温至40～55℃，向三口烧瓶中加入基础纤维，恒温下充分搅拌80～100min，所述恒温温度为40～55℃；
S5. 抽滤：将步骤S4表面改性后的基础纤维移至滤纸上，冷却至常温后对其进行抽滤；
S6. 烘干：将抽滤后的纤维置于65～75℃的烘箱中进行烘干，所述烘干时间为22～26h，即得表面改性的压裂用纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310698383.XA CN103741466B (zh) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 一种压裂用改性纤维及制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310698383.XA CN103741466B (zh) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 一种压裂用改性纤维及制备工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103741466A CN103741466A (zh) | 2014-04-23 |
| CN103741466B true CN103741466B (zh) | 2015-10-28 |
Family
ID=50498526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310698383.XA Active CN103741466B (zh) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | 一种压裂用改性纤维及制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103741466B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104405360B (zh) * | 2014-10-27 | 2018-02-27 | 中石化胜利油田分公司采油工艺研究院 | 一种提高压裂液携砂性能的压裂方法 |
| CN105086987B (zh) * | 2015-08-31 | 2018-06-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 纤维表面处理剂及其制备方法和使用方法与压裂液用纤维 |
| CN113913176A (zh) * | 2020-07-08 | 2022-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 压裂流体及使用其在页岩中进行压裂的方法 |
| CN111961460B (zh) * | 2020-09-22 | 2021-08-03 | 西南石油大学 | 高效节能、桥接通道全耦合纤维支撑剂体系及其应用方法 |
| CN115058241B (zh) | 2022-07-19 | 2023-07-07 | 成都劳恩普斯科技有限公司 | 用于压裂井支撑剂高效铺置技术的结构稳定剂及制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2432377A (en) * | 2005-11-16 | 2007-05-23 | Schlumberger Holdings | Oilfield element construction |
| CN101787864A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-07-28 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法 |
| CN102718533A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-10 | 陕西科技大学 | 一种利用金矿尾砂和石英纤维制备复合型压裂支撑剂的方法 |
| CN102994069A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-27 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 低渗气藏的低伤害羧甲基羟丙基胍胶泡沫压裂液及制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7196040B2 (en) * | 2000-06-06 | 2007-03-27 | T R Oil Services Limited | Microcapsule well treatment |
| JP4489391B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2010-06-23 | 学校法人同志社 | 天然繊維強化高分子系複合材料の製造方法 |
-
2013
- 2013-12-18 CN CN201310698383.XA patent/CN103741466B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2432377A (en) * | 2005-11-16 | 2007-05-23 | Schlumberger Holdings | Oilfield element construction |
| CN101787864A (zh) * | 2010-03-15 | 2010-07-28 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 低渗储层注水开发油藏裂缝性水淹油井堵水方法 |
| CN102718533A (zh) * | 2012-06-18 | 2012-10-10 | 陕西科技大学 | 一种利用金矿尾砂和石英纤维制备复合型压裂支撑剂的方法 |
| CN102994069A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-27 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 低渗气藏的低伤害羧甲基羟丙基胍胶泡沫压裂液及制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 压裂液用纤维类物质的研究进展;王煦等;《西南石油大学学报(自然科学版) 》;20100615;第32卷(第3期);第141-144页 * |
| 纤维填加控制压裂支撑剂返吐技术;李超;《国际压裂酸化大会论文集》;20100801 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103741466A (zh) | 2014-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103741466B (zh) | 一种压裂用改性纤维及制备工艺 | |
| US11945995B2 (en) | Temporary plugging agent and preparation method thereof, and method for temporary plugging and fracturing of high-temperature reservoir | |
| CN104893707B (zh) | 一种用于清水压裂的自悬浮支撑剂及其制备方法 | |
| CN105219372B (zh) | 一种多功能复合压裂液体系 | |
| Liu et al. | Investigation on preparation and profile control mechanisms of the dispersed particle gels (DPG) formed from phenol–formaldehyde cross-linked polymer gel | |
| CN105086987B (zh) | 纤维表面处理剂及其制备方法和使用方法与压裂液用纤维 | |
| CN106675537B (zh) | 一种固井水泥浆用纤维增韧剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Novel chemical flooding system based on dispersed particle gel coupling in-depth profile control and high efficient oil displacement | |
| CN104449649B (zh) | 一种高浓度油包水乳液态缔合聚合物压裂液及其制备方法 | |
| Zhu et al. | In situ surface decorated polymer microsphere technology for enhanced oil recovery in high-temperature petroleum reservoirs | |
| Kang et al. | Study on the influence of emulsification property of functional polymers on enhanced oil recovery and its mechanism | |
| CN105647504A (zh) | 一种微胶囊破胶剂及其制备方法 | |
| CN103013486A (zh) | 提高压裂裂缝中支撑剂铺置效率的压裂液和压裂方法 | |
| CN106497529B (zh) | 一种固井材料，固井材料体系及其制备方法 | |
| CN104962275B (zh) | 一种用于致密储层改造的纤维活性水压裂液及其使用方法 | |
| CN108841370B (zh) | 一种纤维压裂液及其制备方法和应用 | |
| Zhou et al. | Experiment on the profile control effect of different strength gel systems in heterogeneous reservoir | |
| CN105086986A (zh) | 一种气井耐高温可回收清洁压裂液 | |
| Yang et al. | Laboratory evaluation of a controllable self-degradable temporary plugging agent in fractured reservoir | |
| Zhao et al. | Study on the imbibition performance and mechanism of a fracturing fluid and its gel breaking liquid | |
| Huang et al. | Regulation rule of cellulose nanocrystals on thixotropy of hydrogel for water shutoff in horizontal wells | |
| Sun et al. | A novel temperature-resistant fracturing fluid for tight oil reservoirs: CO2-responsive clean fracturing fluid | |
| Lv et al. | Rheology and dynamic filtration of foam fracturing fluid enhanced by cellulose nanofibrils | |
| US11866367B2 (en) | Oil well cement composite permeation enhancement agent suitable for hydrate layer and preparation method | |
| CN116003701B (zh) | 一种基于二氧化硅纳米微乳压裂液及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171010 Address after: West high tech Zone Fucheng Road in Chengdu city of Sichuan province 610000 399 No. 7 Building 3 unit 8 floor No. 803 Patentee after: CHENGDU LAIENPUSI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: Jinjiang District Chengdu City, Sichuan province 610020 Moxiang Road No. 87 building 7 floor 6 No. 1 Patentee before: Sichuan Brand Petroleum Science & Technology Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Modified fiber for fracturing and preparation process Effective date of registration: 20181227 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co., Ltd. Pledgor: CHENGDU LAIENPUSI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2018510000142 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191206 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co., Ltd. Pledgor: CHENGDU LAIENPUSI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2018510000142 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Modified fiber for fracturing and preparation process Effective date of registration: 20191224 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co., Ltd. Pledgor: CHENGDU LAIENPUSI SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: Y2019510000078 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20201224 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co.,Ltd. Pledgor: CHENGDU LEPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019510000078 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A kind of modified fiber for fracturing and its preparation process Effective date of registration: 20201231 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co.,Ltd. Pledgor: CHENGDU LEPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020510000125 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220106 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Chengdu technical transformation incubator management Co.,Ltd. Pledgor: CHENGDU LEARN-PRACTICES TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020510000125 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |