[发明专利]一种纳米复合纤维清洁压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气井压裂增产技术领域，特别涉及纳米复合纤维清洁压裂液及其制备方法。

背景技术

煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的以甲烷为主要成分的非常规天然气。其热值与常规天然气相当，是通用煤气的2～5倍，燃烧后很少产生污染物，属于优质洁净气体能源。

煤层气储层具有低孔、低渗的特征，自然产能低，通常需要采取压裂施工才能获得适当的工业产量，实现经济开采。水力压裂煤层是完井-增产措施最常见的也是最重要的手段之一。其原理为：利用水动力在井眼形成高压，当压力超过煤层抗压强度后，煤层裂缝张开并开始延伸，形成大量“T”型裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，沟通煤层裂隙，改善煤层的渗流特性，提高煤层渗流能力；最后通过煤层气排水-降压-解吸的过程，达到正常排气的目的。

煤层气井压裂施工常用的压裂液有：活性水压裂液、线性胶压裂液、交联冻胶压裂液等。

其中，活性水压裂液粘度低，可以在低渗煤层中造缝，但是同时由于其粘度低的特点，会增大滤失、造成支撑剂沉降过快、携砂能力弱。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种纳米复合纤维清洁压裂液，携砂性能好。

本发明公开了一种纳米复合纤维清洁压裂液，包括：

0.01wt%～0.2wt%的纳米纤维复合物；

0.8wt%～1.5wt%的纤维分散剂；

3wt%～5wt%的防膨剂；

0.3wt%～0.6wt%的调理剂；

0.1wt%～0.3wt%的防垢剂；

余量为水；

所述纳米纤维复合物为聚合物/无机离子纳米复合纤维、聚合物/碳纳米管复合纤维或聚合物/层状填料复合纤维。

优选的，所述纳米纤维复合物的纤维表面和端面颗粒以50～70nm均匀分散。

优选的，所述纳米纤维复合物的长度为0.5～1cm。

优选的，所述纳米纤维复合物为聚合物/蒙脱土纳米复合纤维、聚合物/石墨纳米复合纤维、聚合物/金属氧化物纳米复合纤维。

优选的，所述聚合物/蒙脱土纳米复合纤维的制备方法为：

将蒙脱土水溶液与十六烷基三甲基氯化铵在硅烷偶联剂作用下反应，得到有机蒙脱土；

将所述有机蒙脱土与聚合物共混挤出，得到粒料；

将所述粒料经纺丝，得到聚合物/蒙脱土纳米复合纤维。

优选的，所述纤维分散剂为阴离子表面活性剂。

优选的，所述防膨剂为氯化钾或氯化钠。

优选的，所述调理剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，所述防垢剂为乙二胺四乙酸二钠。

本发明还公开了一种纳米复合纤维清洁压裂液的制备方法，包括以下步骤：

将0.01wt%～0.2wt%的纳米纤维复合物，0.8wt%～1.5wt%的纤维分散剂，3wt%～5wt%的防膨剂，0.3wt%～0.6wt%的调理剂和0.1wt%～0.3wt%的防垢剂加入水中，搅拌溶解，得到纳米复合纤维清洁压裂液；

所述纳米纤维复合物为聚合物/无机离子纳米复合纤维、聚合物/碳纳米管复合纤维或聚合物/层状填料复合纤维。

与现有技术相比，本发明纳米复合纤维清洁压裂液，包括：0.01wt%～0.2wt%的纳米纤维复合物；0.8wt%～1.5wt%的纤维分散剂；3wt%～5wt%的防膨剂；0.3wt%～0.6wt%的调理剂；0.1wt%～0.3wt%的防垢剂；余量为水；所述纳米纤维复合物为聚合物/无机离子纳米复合纤维、聚合物/碳纳米管复合纤维或聚合物/层状填料复合纤维。由于纳米复合纤维均匀分散在压裂液中，能够形成纤维网络，因此提高了压裂液的携砂性能，并且改变了沉降方式，减慢了支撑剂的沉降速率。其次，所述纳米复合纤维与纤维分散剂、防膨剂、调理剂和防垢剂相互配合作用形成的压裂液还可以与支撑剂形成空间网络，有效预防支撑剂回流。而且其可以封堵不同尺寸的微裂缝，有效降低滤失率，对煤层伤害率仅为3%～10%。

附图说明

图1为实施例2、实施例3及比较例1制备的压裂液的摩阻随剪切速率的变化图；

图2为实施例2与比较例1制备的压裂液动态滤失曲线图。

具体实施方式