压裂用亲水短切纤维的打散处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明是设及压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，属于石油勘探开发采油工程
技术领域。
【背景技术】
[0002] 纤维压裂技术是在压裂液中添加一定量的纤维，依靠均匀分散的纤维形成的网状 互绕结构来固定支撑剂，W提高压裂液的携砂性能，使支撑剂在裂缝内均匀铺置，减少地层 吐砂，防止支撑剂回流，及形成高效通道从而提高压裂改造效果的一种实用技术。
[0003] 国内外页岩气压裂技术推动了纤维压裂技术的发展。迂河油田公司从1995年开 始研究纤维压裂技术，进行了 3种类型纤维的10多口井次的纤维压裂试验，取得了压裂施 工成功的施工效果，但在压裂施工过程中加入的纤维易出现纤维漂浮在压裂液表面、打团 不易分散、携砂性能低等影响纤维压裂效果的技术问题。因此，研发出一种新的压裂用纤维 及其处理方法，使经处理后的纤维不再存在上述问题，成为本领域亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法。采用该方法制得的打散的 压裂用亲水短切纤维易于进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团，增强了 水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。
[0005] 本发明的另一目的在于提供经本发明所述方法制得的打散的压裂用亲水短切纤 维W及含有该压裂用亲水短切纤维的水基压裂液。
[0006] 为达到前述目的，本发明提供一种压裂用亲水短切纤维的打散处理方法，该方法 包括将压裂用亲水短切纤维送至打散机进行打散；
[0007] 其中，所述的压裂用亲水短切纤维是采用纤维表面处理剂对待处理的短切纤维进 行喷涂、浸溃和/或淋潮湿处理后干燥得到的；
[0008] W总重量为100%计，所述纤维表面处理剂包括：亲水油剂5%~30%、偶联剂 0. 05 %~2. 0 %、润湿性表面活性剂0. 2 %~1. 0 %、助剂0. 05 %~10. 0 %、稠化剂0. 1 %~ 0.8 %及水余量；
[0009] 优选地，所述的压裂用亲水短切纤维的长度为2~13mm;
[0010] 更优选地，所述待处理的短切纤维的密度为1~1. 38g/cm3、抗拉强度大于或等于 400M化和/或直径为10~80ym。
[0011] 本发明首先对压裂用纤维进行亲水改性，使经改性后的纤维易于进入水基压裂 液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团；其次，本发明通过打散机的打散作用使所得打 散的压裂用亲水短切纤维更易进入水基压裂液，并能在水基压裂液中均匀分散、不成团， 增强了水基压裂液的携砂性能，提高了纤维压裂效果。本发明通过实验证实在含纤维的 0.45%径丙基瓜胶压裂液中，加占压裂液重量比为35%陶粒支撑剂后，打散的压裂用亲水 短切纤维较不打散的压裂用亲水短切纤维，陶粒的沉降时间提高3倍W上。
[0012] 本发明方法所得打散的压裂用亲水短切纤维为通过改性的亲水短切纤维，其尺寸 短，减少了纤维对设备的缠绕、提高了压裂液的携砂性能。通过对压裂用纤维的改性W及打 散作用实现了压裂用亲水短切纤维均匀铺"砂"，防止了支撑剂回流，形成高效通道，提高了 裂缝导流作用。
[0013] 根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，通过绞龙将压裂用亲水短 切纤维送至打散机进行打散，绞龙输送的速度为化g/min~30kg/min。通过绞龙可对压裂 用亲水短切纤维定量输送，省时省力。
[0014] 优选地，根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述打散机包括壳 体，W及在壳体内部固定设置依次连通的一级打散料仓、下料仓、倒置卿趴口、二级打散下 料机及吹出仓，所述吹出仓设置用于将所得打散的压裂用亲水短切纤维吹出的风机；
[0015] 所述一级打散料仓内设置电机带动的两反转福条；
[0016] 所述二级打散下料机内设置由电机带动旋转的垂直设置的轴，该轴的末端固定连 接悬挂的凹面朝上的打散盘，在该打散盘内设置条状突起，在靠近所述轴的末端处设置由 伸缩元件连接的连接在所述轴上的打散键；优选地，所述伸缩元件为弹黃；
[0017] 所述一级打散料仓、下料仓、倒置卿趴口、二级打散下料机及吹出仓均设有进料口 和出料口且所述吹出仓的进料口为正卿趴口，所述一级打散料仓的出料口与所述下料仓的 进料口连接，所述下料仓的出料口与所述倒置卿趴口的大口端进料口连接，所述倒置卿趴 口的小口端出料口与所述二级打散下料机进料口连接，所述二级打散下料机的出料口与所 述吹出仓上设置的正卿趴口的小口端进料口连接；
[0018] 优选地，所述一级打散料仓的进料口和出料口在基本水平方向上，所述下料仓的 进料口在基本水平方向上，所述下料仓的出料口在基本垂直方向上，所述倒置卿趴口及所 述二级打散下料机的进料口和出料口均在基本垂直方向上，所述吹出仓的进料口在基本垂 直方向上，所述吹出仓的出料口在基本水平方向上，且所述风机的吹出方向水平朝向所述 出料口。优选地，可将打散机制造成长约800mm、宽约600mm、高约1000 mm的打散机，相较于 现有的打散机，其体积小，携带方便，可放置在混砂车上。
[0019] 本发明中所述的"倒置卿趴口 "为上端开口大，下端开口小的卿趴口，采用运种设 置可使经一级打散后的压裂用短切纤维由于截面积变小出口流速大，快速送入后续的二级 打散下料机；所述的"正卿趴口 "为下端开口大，上端开口小的卿趴口，采用运种设置可W避 免经二级打散后的纤维飞瓣。
[0020] 根据本发明的【具体实施方式】，在本发明所述的方法中，所述的打散处理包括：
[0021] 启动所述一级打散仓的电机，将压裂用亲水短切纤维送入所述一级打散料仓进行 一级打散；
[0022] 启动所述二级打散下料机的电机及吹出仓内的风机，经一级打散的压裂用亲水短 切纤维经所述下料仓通过所述倒置卿趴口进入所述二级打散下料机进行二级打散。
[0023] 本发明一级打散主要是通过电机带动的两反转双螺旋来实现的；在启动吹出仓内 的风机后，由于风机吹出方向水平朝向所述吹出仓的出料口，造成吹出仓垂直方向上具有 一定的真空度，在该真空度的作用下，经一级打散的压裂用亲水短切纤维经下料仓快速通 过倒置卿趴口进入二级打散下料机进行二级打散，二级打散是通过打散键对压裂用亲水短 切纤维的敲定作用、打散盘的离屯、作用W及来自正卿趴口的负压作用来实现的，当电机带 动二级打散下料机中的轴旋转时，将会带动固定连接在其末端的打散盘旋转，产生离屯、作 用，同时，由伸缩元件连接的连接在所述轴上的打散键将会对打散盘进行敲打，设置于打散 盘内的突起可增加打散键对压裂用亲水短切纤维的打散效果，打散后的压力用亲水短切纤 维被离屯、作用W及来自于正卿趴口的负压作用甩入及吸入所述吹出仓。
[0024] 由吹出仓吹出的打散后的压裂用亲水短切纤维可通过软管，并经鼓风下料机吹到 倒卿趴状容器经管风机吹出。
[00巧]本发明所述的纤维表面处理剂通过常规的混合即可得到，例如将所述亲水油剂、 偶联剂、润湿性表面活性剂、稠化剂、助剂和水在10~50°c，例如10~40°C，常压下，混合 2~地，待均匀后，得到所述的纤维表面处理剂。所述的水可W为纯净水、去离子水、蒸馈水 或其他可用于压裂液配制的水。
[00%] 本发明提供的纤维表面处理剂主要由亲水油剂、偶联剂、润湿性表面活性剂、助 剂、稠化剂和水组成，其可用于纤维表面的亲水处理。通过该纤维表面处理剂的喷涂、浸溃 和/或淋潮湿等处理，使得纤维容易润湿并且纤维表面易亲水，纤维易在压裂液中分散。采 用本发明所述纤维表面处理剂处理得到的压裂用亲水短切纤维可克服现有技术中的纤维 在水基压裂液中上浮、成团、不易分散的问题，增强了纤维在水基压裂液中亲水、下沉、均匀 分散的性能，提高了压裂液的携砂效果，可实现压裂液均匀铺"砂"，防止支撑剂回流，形成 高效通道，提高裂缝的导流作用。优选地，所述纤维表面处理剂的使用量为所述待处理的短 切纤维的重量的2%~10%。
[0027] 根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述亲水油剂包括亲水双 氨基硅油和/或聚酸改性硅油；
[0028] 所述偶联剂包括丫-缩水甘油酸氧丙基=甲氧基硅烷和/或乙締基=乙氧基娃 烧。
[0029] 根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，其中，所述表面活性剂包括Span60、Span65、Span80、NP-10、0P-6、0P-10、Tween60、Tween80、氣碳表面活性剂、班巧酸二 异辛醋横酸钢、月桂基硫酸钢和N，N-二甲基十二烷基胺丙基横酸内锭盐中的一种或几种。
[0030] 根据本发明的具体实施方案，在本发明所述的方法中，所述助剂包括醇、酸和醇酸 中的一种或几种；优选地，所述助剂包括丙二醇、丙=醇、乙醇、乙二醇、叔下醇、丙醇、娃醇、 下酸和乙二醇下酸中的一种或几种；
[0031] 所述稠化剂包括径丙基瓜胶和/或簇甲基淀粉。
[0032] 另一方面，本发明提供一种打散的压裂用亲水短切纤维，其是根据本发明所述的 方法制备得到的。
[0033] 再一方面，本发明提供一种水基压裂液，其包含本发明方法所制得的打散的压裂