[发明专利]一种利用沙漠砂、炉渣、钢渣耦合纤维的桥接通道方法

说明书

本发明公开了一种利用沙漠砂、炉渣、钢渣耦合纤维的桥接通道方法，将经过表面改性的沙漠砂、炉渣、钢渣三者中的至少一种作为支撑剂与特种纤维复配，用于水力压裂施工；所述支撑剂使用的表面改性剂为1,3‑丙烷磺内酯、1,3,2‑二氧杂硫杂环戊烷2‑氧化物、4‑甲基‑1,3,2‑二氧杂硫杂环戊烷2‑氧化物三者中一种和含氮硅烷偶联剂的组合物；所述特种纤维是采用经过表面改性的常规纤维，表面改性剂为1,3‑丙烷磺内酯、1,3,2‑二氧杂硫杂环戊烷2‑氧化物、4‑甲基‑1,3,2‑二氧杂硫杂环戊烷2‑氧化物三者中一种和含氮硅烷偶联剂的组合物。本发明使得没有利用价值的沙漠砂、炉渣、钢渣能够应用于水利压裂技术，变废为宝。

技术领域

本发明涉及油气田增产改造技术领域，尤其是一种利用沙漠砂、炉渣、钢渣类废弃原料作为支撑剂与纤维耦合，用于水力压裂的技术方法。

背景技术

随着非常规油气资源如火如荼的开采，水利压裂技术得到了大规模的应用。水力压裂的过程是在地面采用高压大排量的泵将压裂液注入地层，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石的抗张强度时，便在井底附近的地层产生裂缝；然后注入支撑剂，当停止施工后，裂缝闭合在注入的支撑剂上，从而在井底附近地层内形成高导流能力的支撑裂缝。因此支撑剂的用量也在逐年大幅增加，已经从2010年95.75万吨增长到2018年的261.75万吨。目前国内油田常用的支撑剂是石英砂和陶粒，石英砂主要来源于矿山开采和河道打捞，但自2017年以来，随着环保力度的增加，砂石行业经历了前所未有的环保督查风暴，部分砂石矿山的关停整顿和中小砂石厂家关闭，导致砂石市场供应量大幅减少，因此石英砂的价格也随之增加。陶粒是通过烧结而成，由于其制作工艺，其成本相较于石英砂更高。

中国地域辽阔，沙漠总面积约为130万平方公里，这些沙漠主要分布在我国西部地区，其中，新疆省境内就分布有塔克拉玛干和古尔班通古特两大沙漠区，面积约占全国沙漠总面积的30％，沙漠砂资源丰富。

我国是钢铁工业大国，高炉渣和钢渣都是是钢铁冶炼过程中的主要副产品，每冶炼1t生铁大约产生300～350kg的高炉渣，按照我国年生铁年产量100000万吨计算，产渣量达32000万吨左右。

如果能够利用沙漠砂、炉渣、钢渣来替代压裂用砂，对于降低工程造价、保护当地环境和合理开发利用自然资源都具有重要意义。

但目前的沙漠砂，炉渣，钢渣的性能都达不到压裂施工的要求，因为支撑剂是为了能够支撑剂压裂液压开的裂缝，因此需要承受地层的高压，而沙漠砂，炉渣的自身强度不足，其承压性能都达不到压裂的要求，同时沙漠砂、炉渣、钢渣的输运性能都较差，在地层中不能运输较远的距离。因此，基于以上的不足，如何有效的研发一种能够应用于水力压裂的沙漠砂，炉渣和钢渣显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对沙漠砂，炉渣，钢渣的性能都达不到压裂施工要求的问题，提供一种利用沙漠砂、炉渣、钢渣耦合纤维的桥接通道方法，使得没有利用价值的沙漠砂、炉渣、钢渣能够应用于水利压裂技术，变废为宝。

本发明提供的利用沙漠砂、炉渣、钢渣耦合纤维的桥接通道方法，是将支撑剂与特种纤维复配，用于水力压裂施工。所述支撑剂与特种纤维的用量比例为(990～999)：(10～1)。

所述支撑剂是以沙漠砂、炉渣、钢渣三者中的至少一种作为原材料经过表面改性制成。表面改性剂选自1,3-丙烷磺内酯、1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷2-氧化物、4-甲基-1,3,2-二氧杂硫杂环戊烷2-氧化物三者中一种和含氮硅烷偶联剂的组合物。