一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，包括：0.01wt%～0.2wt%的納米纖維復(fù)合物；0.8wt%～1.5wt%的纖維分散劑；3wt%～5wt%的防膨劑；0.3wt%～0.6wt%的調(diào)理劑；0.1wt%～0.3wt%的防垢劑；余量為水；所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。由于納米復(fù)合纖維均勻分散在壓裂液中，能夠形成纖維網(wǎng)絡(luò)，因此提高了壓裂液的攜砂性能，并且改變了沉降方式，減慢了支撐劑的沉降速率。其次，所述納米復(fù)合纖維還可以有效預(yù)防支撐劑回流，有效降低濾失率，對(duì)煤層傷害率僅為3%～10%。
【專利說(shuō)明】一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣井壓裂增產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及納米復(fù)合纖維清潔壓裂液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣是一種由煤層生成并主要以吸附狀態(tài)儲(chǔ)集于煤層中的以甲烷為主要成分的非常規(guī)天然氣。其熱值與常規(guī)天然氣相當(dāng)，是通用煤氣的2~5倍，燃燒后很少產(chǎn)生污染物，屬于優(yōu)質(zhì)潔凈氣體能源。
[0003]煤層氣儲(chǔ)層具有低孔、低滲的特征，自然產(chǎn)能低，通常需要采取壓裂施工才能獲得適當(dāng)?shù)墓I(yè)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)采。水力壓裂煤層是完井-增產(chǎn)措施最常見(jiàn)的也是最重要的手段之一。其原理為:利用水動(dòng)力在井眼形成高壓，當(dāng)壓力超過(guò)煤層抗壓強(qiáng)度后，煤層裂縫張開(kāi)并開(kāi)始延伸，形成大量“T”型裂縫；繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關(guān)井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫，溝通煤層裂隙，改善煤層的滲流特性，提高煤層滲流能力；最后通過(guò)煤層氣排水-降壓-解吸的過(guò)程，達(dá)到正常排氣的目的。
[0004]煤層氣井壓裂施工常用的壓裂液有:活性水壓裂液、線性膠壓裂液、交聯(lián)凍膠壓裂液等。
[0005]其中，活性水壓裂液粘度低，可以在低滲煤層中造縫，但是同時(shí)由于其粘度低的特點(diǎn)，會(huì)增大濾失、造成支撐劑沉降過(guò)快、攜砂能力弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，攜砂性能好。
[0007]本發(fā)明公開(kāi)了一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，包括:
[0008]0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物；
[0009]0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑；
[0010]3wt%~5wt%的防膨劑；
[0011]0.3wt% ~0.6wt% 的調(diào)理劑；
[0012]0.lwt% ~0.3wt% 的防垢劑；
[0013]余量為水；
[0014]所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
[0015]優(yōu)選的，所述納米纖維復(fù)合物的纖維表面和端面顆粒以50~70nm均勻分散。
[0016]優(yōu)選的，所述納米纖維復(fù)合物的長(zhǎng)度為0.5~1cm。
[0017]優(yōu)選的，所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維、聚合物/石墨納米復(fù)合纖維、聚合物/金屬氧化物納米復(fù)合纖維。
[0018]優(yōu)選的，所述聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維的制備方法為:[0019]將蒙脫土水溶液與十六烷基三甲基氯化銨在硅烷偶聯(lián)劑作用下反應(yīng)，得到有機(jī)蒙脫土 ；
[0020]將所述有機(jī)蒙脫土與聚合物共混擠出，得到粒料；
[0021]將所述粒料經(jīng)紡絲，得到聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維。
[0022]優(yōu)選的，所述纖維分散劑為陰離子表面活性劑。
[0023]優(yōu)選的，所述防膨劑為氯化鉀或氯化鈉。
[0024]優(yōu)選的，所述調(diào)理劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0025]優(yōu)選的，所述防垢劑為乙二胺四乙酸二鈉。
[0026]本發(fā)明還公開(kāi)了一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的制備方法，包括以下步驟:
[0027]將0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物，0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑，3wt%~5wt%的防膨劑，0.3wt%~0.6wt%的調(diào)理劑和0.lwt%~0.3wt%的防垢劑加入水中，攪拌溶解，得到納米復(fù)合纖維清潔壓裂液；
[0028]所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，包括:0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物；0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑；3wt%~5wt%的防膨劑；0.3wt%~0.6wt%的調(diào)理劑；0.lwt%~0.3wt%的防垢劑；余量為水；所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。由于納米復(fù)合纖維均勻分散在壓裂液中，能夠形成纖維網(wǎng)絡(luò)，因此提高了壓裂液的攜砂性能，并且改變了沉降方式，減慢了支撐劑的沉降速率`。其次，所述納米復(fù)合纖維與纖維分散劑、防膨劑、調(diào)理劑和防垢劑相互配合作用形成的壓裂液還可以與支撐劑形成空間網(wǎng)絡(luò)，有效預(yù)防支撐劑回流。而且其可以封堵不同尺寸的微裂縫，有效降低濾失率，對(duì)煤層傷害率僅為3%~10%。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為實(shí)施例2、實(shí)施例3及比較例I制備的壓裂液的摩阻隨剪切速率的變化圖；
[0031]圖2為實(shí)施例2與比較例I制備的壓裂液動(dòng)態(tài)濾失曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，包括:
[0034]0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物；
[0035]0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑；
[0036]3wt%~5wt%的防膨劑；
[0037]0.3wt% ~0.6wt% 的調(diào)理劑；
[0038]0.lwt% ~0.3wt% 的防垢劑；
[0039]余量為水；
[0040]所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
[0041]本發(fā)明的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液由納米纖維復(fù)合物、纖維分散劑、防膨劑、調(diào)理劑、防垢劑和水構(gòu)成。
[0042]所述納米纖維復(fù)合物可以均勻分散于水中，并且能夠形成纖維網(wǎng)絡(luò)。為了保證納米復(fù)合纖維在水中的分散性能，所述納米纖維復(fù)合物的纖維表面和端面顆粒優(yōu)選以50~70nm均勻分散。所述納米復(fù)合纖維的長(zhǎng)度優(yōu)選為0.5~lcm。所述納米復(fù)合纖維的直徑優(yōu)選為30~40 μ m,纖度優(yōu)選為140~150D，相對(duì)斷裂強(qiáng)度優(yōu)選為I~3G/D，斷裂伸長(zhǎng)率優(yōu)選為60~70%。所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維，優(yōu)選為聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維、聚合物/石墨納米復(fù)合纖維、聚合物/金屬氧化物納米復(fù)合纖維。所述聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維的制備方法優(yōu)選為:
[0043]將蒙脫土水溶液與十六烷基三甲基氯化銨在硅烷偶聯(lián)劑作用下反應(yīng)，得到有機(jī)蒙脫土 ；
[0044]將所述有機(jī)蒙脫土與聚合物共混擠出，得到粒料；
[0045]將所述粒料經(jīng)紡絲，得到聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維。
[0046]在制備聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維的過(guò)程中，以熔融插層法使聚合物與蒙脫土熔融共混形成納米纖維復(fù)合材料，蒙托土起到增強(qiáng)和結(jié)晶成核的作用，使纖維具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、表面活性及抗降解性能。
[0047]在制備聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維的過(guò)程中，首先蒙脫土水溶液與十六烷基三甲基氯化銨在硅烷偶聯(lián)劑作用下反應(yīng)，得到有機(jī)蒙脫土。所述蒙脫土優(yōu)選為2:1型層狀結(jié)晶體，所述聚合物優(yōu)選為聚丙烯。所述蒙脫土水溶液的質(zhì)量百分濃度優(yōu)選為8~15%，更優(yōu)選為10~12%。所述蒙脫土水溶液優(yōu)選攪拌升溫至70~90°C后，再依次添加十六烷基三甲基氯化銨水溶液和硅烷偶聯(lián)劑，所述蒙脫土水溶液與十六烷基三甲基氯化銨反應(yīng)的時(shí)間為2~4小時(shí)。
[0048]得到有機(jī)蒙脫土后，將所述有機(jī)蒙脫土與聚合物共混擠出，得到粒料。所述聚合物優(yōu)選為聚丙烯。所述有機(jī)蒙脫土與所述聚合物的質(zhì)量比優(yōu)選為1: (7~15)，更優(yōu)選為1:(9~10)。所述共混擠出的溫度優(yōu)選為180~220°C。
[0049]得到粒料后，將其進(jìn)行紡絲即可得到聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維。本發(fā)明對(duì)于紡絲的裝置沒(méi)有特殊限制，選用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的紡絲機(jī)即可。如果選用紡絲機(jī)進(jìn)行反思，優(yōu)選調(diào)整I區(qū)~7區(qū)溫度為160°C~210°C，泵速為14r/min~24r/min，卷繞速度為250m/min~1000m/min,使紡絲處于穩(wěn)態(tài),經(jīng)牽伸后卷曲成絲。
[0050]在本發(fā)明中，所述納米纖維復(fù)合物的用量為0.01wt%~0.2wt%,優(yōu)選為0.05wt%~
0.15wt%0
[0051]本發(fā)明的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液還包括纖維分散劑，所述纖維分散劑的作用是促進(jìn)納米纖維復(fù)合材料的溶解。所述纖維分散劑優(yōu)選為陰離子表面活性劑，更優(yōu)選為18碳的油酸陰離子表面活性劑、合肥豐智科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為D2F-AS11的陰離子表面活性劑或合肥豐智科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為D3F-AS05陰離子表面活性劑，最優(yōu)選為D3F-AS05陰離子表面活性劑。所述纖維分散劑的含量為0.8wt%~1.5wt%，優(yōu)選為
1.0wt% ~1.3wt%0[0052]在本發(fā)明中，所述防膨劑可以吸附在粘土表面，防止煤氣儲(chǔ)層中粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移。所述防膨劑優(yōu)選為氯化鉀或氯化鈉。由于鈉離子容易使壓裂液的耐溫性下降，因此，所述防膨劑更優(yōu)選為氯化鉀。此外，氯化鉀中的鉀離子其反離子作用，使壓裂液的表面活性提高。所述防膨劑的含量為3wt%~5wt%，更優(yōu)選為3.5wt%~4.5wt%。 [0053]在本發(fā)明中，所述調(diào)理劑可以促進(jìn)油溶性物質(zhì)的溶解，優(yōu)選為氫氧化鈉或氫氧化鉀；由于K+的耐溫性比較好一些，而且K+可以起到防止粘土膨脹的作用，因此更優(yōu)選為氫氧化鉀。所述調(diào)理劑的含量為0.3wt%~0.6wt%,優(yōu)選為0.4wt%~0.5wt%。
[0054]在本發(fā)明中，所述防垢劑優(yōu)選為乙二胺四乙酸二鈉，其能夠和堿金屬、稀土元素及過(guò)渡金屬等形成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物，并且可以提高城郊型和穩(wěn)定性。所述防垢劑的含量為 0.lwt% ~0.3wt%，優(yōu)選為 0.15wt% ~0.25wt%0
[0055]本發(fā)明還公開(kāi)了一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的制備方法，包括以下步驟:
[0056]將0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物，0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑，3wt%~5wt%的防膨劑，0.3wt%~0.6wt%的調(diào)理劑和0.lwt%~0.3wt%的防垢劑加入水中，攪拌溶解，得到納米復(fù)合纖維清潔壓裂液；
[0057]所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
[0058]在本發(fā)明中，將納米纖維復(fù)合物、纖維分散劑、防膨劑、調(diào)理劑、和防垢劑均勻分散溶解于水中即可，所述攪拌溶解的時(shí)間優(yōu)選為10~15分鐘。
[0059]對(duì)得到的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的沉降速率、摩阻及濾失情況進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，本發(fā)明的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液可以降低支撐劑的成家速度，增加攜砂能力，摩阻小，濾失少。
[0060]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液及其制備方法進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0061]實(shí)施例1
[0062]將質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%蒙脫土水溶液加入反應(yīng)釜中，攪拌升溫至80°C，滴加適量十六烷基三甲基氯化銨水溶液，強(qiáng)烈攪拌反應(yīng)12h，再加入2%硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)2h，產(chǎn)品置于烘箱中一定溫度干燥至恒量，粉碎機(jī)粉碎過(guò)200目的分子篩，得有機(jī)蒙脫土。
[0063]有機(jī)蒙脫土與PP以1:9比例在雙螺桿200°C擠出制得蒙脫土 /聚丙烯復(fù)合材料，然后二次添加聚丙烯共混制得蒙脫土含量為5%的試樣粒料。
[0064]將納米復(fù)合粒料放入紡絲機(jī)螺桿，調(diào)整各區(qū)溫度，開(kāi)紡絲計(jì)量泵，待紡絲流體呈穩(wěn)定流線排出且無(wú)氣泡時(shí)，安裝紡絲組件開(kāi)始紡絲，調(diào)整I區(qū)~7區(qū)溫度160°C~210°C，泵速14r/min~24r/min,卷繞速度250m/min~1000m/min,使紡絲處于穩(wěn)態(tài),經(jīng)牽伸后卷曲成絲，切割機(jī)制得納米復(fù)合纖維。
[0065]纖維表面和端面顆粒以55nm~60nm均勻分散,長(zhǎng)度為0.5cm~0.8cm,纖維直徑為35 μ m，纖度為142.5D,相對(duì)斷裂強(qiáng)度為2.0G/D,斷裂伸長(zhǎng)率為67.7%。
[0066]實(shí)施例2
[0067]在1000ml清水中依次加入2g EDTA 二鈉、5g固體片狀的K0H、10g陰離子表面活性劑水溶液、5g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及40g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.2%，KOH占清水質(zhì)量的0.5%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%，KCl占清水質(zhì)量的4%。
[0068]壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0069]對(duì)得到的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的摩阻進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)圖1，圖1為實(shí)施例
2、實(shí)施例3及比較例I制備的壓裂液的摩阻隨剪切速率的變化圖。圖1中，?為實(shí)施例2制備的壓裂液在不同剪切速率下的摩阻；，.為實(shí)施例3制備的壓裂液在不同剪切速率下的摩阻；?為比較例丨制備的壓裂液在不同剪切速率下的摩阻。由圖1可知，本發(fā)明添加納米纖維復(fù)合物的壓裂液摩阻相對(duì)較低，隨著納米纖維復(fù)合物添加量的增大及剪切速率的增大，摩阻的下降幅度也隨之增大。
[0070]對(duì)得到的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的動(dòng)態(tài)濾失進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)圖2，圖2為實(shí)施例2與比較例I制備的壓裂液動(dòng)態(tài)濾失曲線圖。圖2中，A曲線為實(shí)施例2制備的壓裂液的動(dòng)態(tài)濾失曲線圖曲線為比較例I制備的壓裂液的動(dòng)態(tài)濾失曲線圖。由圖2可知，本發(fā)明加入納米纖維復(fù)合物的壓裂液可以有效降低濾失。
[0071]實(shí)施例3
[0072]對(duì)于堿敏或弱堿敏地層中，調(diào)理劑的加入量適當(dāng)降低。在1000ml清水中依次加入2g EDTA 二鈉、3.5g固體片狀的KOHUOg陰離子表面活性劑水溶液、7g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及40g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.2%，KOH占清水質(zhì)量的0.35%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%，KCl占清水質(zhì)量的4%。壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0073]對(duì)得到的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液的摩阻進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果參見(jiàn)圖1，圖1為實(shí)施例
2、實(shí)施例3及比較例I制備的壓裂液的摩阻隨剪切速率的變化圖。
[0074]實(shí)施例4
[0075]在1000ml含有較多鈣、鎂離子的水中加入3g EDTA 二鈉、5g固體片狀的K0H、10g陰離子表面活性劑水溶液、9g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及40g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.3%，KOH占清水質(zhì)量的0.5%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%，KC1占清水質(zhì)量的4%。壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0076]實(shí)施例5
[0077]對(duì)于堿敏或弱堿敏地層，在1000ml含有較多鈣、鎂離子的水中加入3g EDTA 二鈉、
3.5g固體片狀的KOHUOg陰離子表面活性劑水溶液、12g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及35g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.3%，KOH占清水質(zhì)量的0.35%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%，KCl占清水質(zhì)量的
3.5%。壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0078]實(shí)施例6
[0079]對(duì)深煤層、煤層溫度相對(duì)較高的地層，在1000ml清水中依次加入2g EDTA 二鈉、5g固體片狀的K0H、15g陰離子表面活性劑水溶液、15g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及40g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.2%，KOH占清水質(zhì)量的0.5%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1.5%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%，KCl占清水質(zhì)量的4%。壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0080]實(shí)施例7
[0081]對(duì)于濾失較大的煤層，在1000ml清水中依次加入2g EDTA 二鈉、5g固體片狀的K0H、15g陰離子表面活性劑水溶液、2g實(shí)施例1制備的納米復(fù)合纖維及40g固體顆粒狀KCl，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.2%，KOH占清水質(zhì)量的0.5%，陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1.5%，納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.2%, KCl占清水質(zhì)量的4%。
[0082]壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0083]比較例I
[0084]在1000ml清水中依次加入2g EDTA 二鈉、5g固體片狀的K0H、10g陰離子表面活性劑水溶液及40g固體顆粒狀KC1，攪拌，使之充分溶解，形成煤層氣井用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液。形成的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液中，EDTA 二鈉占清水質(zhì)量的0.2%，KOH占清水質(zhì)量的0.5%,陰離子表面活性劑占清水質(zhì)量的1%,納米復(fù)合纖維占清水質(zhì)量的0.1%, KCl占清水質(zhì)量的4%。`
`[0085]壓裂改造時(shí)，攜砂液階段全程使用納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，在前置液和頂替液階段可不加入納米復(fù)合纖維。
[0086]將實(shí)施例2~6及比較例I制備的壓裂液各500ml分別裝于量筒中，分別添加25%砂比的支撐劑，所用支撐劑為卡博生產(chǎn)的粒徑為20/40目的陶粒，其密度為1.65g/cm3，常溫下混合后，分別在常溫和60°C下放置I小時(shí)，比較沉降速率，結(jié)果參見(jiàn)表1。
[0087]表1壓裂液的沉降速率比較
[0088]
【權(quán)利要求】
1.一種納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，包括: 0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物； 0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑； 3wt%~5wt%的防膨劑； 0.3wt%~0.6wt%的調(diào)理劑； 0.lwt%~0.3wt%的防垢劑； 余量為水； 所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述納米纖維復(fù)合物的纖維表面和端面顆粒以50~70nm均勻分散。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述納米纖維復(fù)合物的長(zhǎng)度為0.5~1cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維、聚合物/石墨納米復(fù)合纖維、聚合物/金屬氧化物納米復(fù)合纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維的制備方法為: 將蒙脫土水溶液與十六烷基三甲基氯化銨在硅烷偶聯(lián)劑作用下反應(yīng)，得到有機(jī)蒙脫土 ; 將所述有機(jī)蒙脫土與聚合物共混擠出，得到粒料； 將所述粒料經(jīng)紡絲，得到聚合物/蒙脫土納米復(fù)合纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述纖維分散劑為陰離子表面活性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述防膨劑為氯化鉀或氯化鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述調(diào)理劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
9.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合纖維清潔壓裂液，其特征在于，所述防垢劑為乙二胺四乙酸二鈉。
10.一種納米復(fù)合纖維清潔壓 裂液的制備方法，包括以下步驟: 將0.01wt%~0.2wt%的納米纖維復(fù)合物，0.8wt%~1.5wt%的纖維分散劑，3wt%~5wt%的防膨劑，0.3wt%~0.6wt%的調(diào)理劑和0.lwt%~0.3wt%的防垢劑加入水中，攪拌溶解，得到納米復(fù)合纖維清潔壓裂液； 所述納米纖維復(fù)合物為聚合物/無(wú)機(jī)離子納米復(fù)合纖維、聚合物/碳納米管復(fù)合纖維或聚合物/層狀填料復(fù)合纖維。
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK103555312SQ201310528685
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】孟尚志, 郭本廣, 趙軍, 張勁, 莫日和, 張文忠, 肖麗佳, 張飛, 侯騰飛 申請(qǐng)人:中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司, 中國(guó)石油大學(xué)(北京)