Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
WELL TREATMENT METHOD USING POLYMERIC FIBRES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/026301
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to the field of oil and gas extraction. Proposed, for use in a composition for hydraulic fracturing, is a polymeric fibre coated with a finishing agent that contains a base oil, a lubricant based on said oil, both having a viscosity index of at least 120 determined according to standard ASTM D2270, or mixtures thereof. Also proposed are a composition for hydraulic fracturing which contains such fibres, a hydraulic fracturing method using said composition, and a method of producing said fibres. The present invention provides for improved dispersibility of the fibres in a carrier fluid, improved proppant transport in the fractures of a formation and reduced bridging of the fractures in the formation by the fibres, as well as increasing inflow area for formation fluids, which increases the effectiveness of the hydraulic fracturing method and improves well yield, and reducing energy expenditure when carrying out the hydraulic fracturing method, while being simple to carry out and not requiring great energy expenditure or labour costs.

Inventors:
PLYASHKEVICH, Vladimir Alexandrovich (ul.Aviastroitelei, 2a kv, Novosibirsk 4, 630084, RU)
LOMOVSKAYA, Irina Alexandrovna (Tereshkovoy St, 40 Apt.2, Novosibirsk 0, 630090, RU)
Application Number:
RU2016/000516
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
August 05, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHLUMBERGER CANADA LIMITED (125-9 Avenue SE, Calgary, Alberta T2G 0P6, T2G 0P6, CA)
SCHLUMBERGER TECNOLOGY CORPORATION (300 Schlumberger Drive, Sugar LandTexas, 77478, US)
SCHLUMBERGER TECHNOLOGY B.V. (Parkstraat 83-89, 2514JG The Hague, 2514JG, NL)
SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER (42 rue saint Dominique, Paris, 75007, FR)
International Classes:
C09K8/62; C09K8/68; D06M13/02; E21B43/26
Domestic Patent References:
WO2015160277A12015-10-22
WO2016064593A12016-04-28
Foreign References:
CN105086987A2015-11-25
Other References:
KAPRHH B. A. ? ?P: "C???????? ??????????", ??????????? ?????????, 1972, pages 1141 - 1142
??????? ?. H: "?????? ????? . ??????? ??? ????????? ?????????????????? ? ???????????? ?????????????? ?????", MOCKBA, M?????????????, 1989, pages 145
Attorney, Agent or Firm:
MARKOVA, Irina Ivanovna ("Technology Company Schlumberger", ul. Zelyonaya Gorka 1/1, Novosibirsk 0, 630060, RU)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, при этом волокно покрыто аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

2. Волокно по п.1, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

3. Волокно по п.1 или 2, в котором базовое масло включает минеральное масло, синтетическое масло, или их смесь.

4. Волокно по п.1 или п.2, в котором базовое масло включает масло, выбранное из базовых масел III, IV, V группы согласно классификации Американского нефтяного института (API) или их смеси.

5. Волокно по п.1 или 2, в котором аппретирующий агент имеет значение вязкости равное примерно 2-40 сСт при 40 °С.

6. Волокно по п.1, включающее, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций.

7. Волокно по п.1 или п.6, выбранное из деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, при этом волокно имеет прямую и/или непрямую форму, причем волокно представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентного волокна, двухкомпонентного волокна или многокомпонентного волокна

8. Волокно по п.1 или п.6, имеющее диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, примерно от 3 мм до примерно 6 мм.

9. Композиция для гидроразрыва пласта, содержащая:

несущую жидкость,

проппант, полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанных масел, имеющие индекс вязкости больше 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

10. Композиция по п.9, в которой массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

11. Композиция по п.9 или 10, в которой базовое масло включает минеральное масло, синтетическое масло, или их смесь.

12. Композиция по п.9 или 10, в которой базовое масло включает масло, выбранное из базовых масел III, IV, V группы согласно классификации Американского нефтяного института (API) или их смеси.

13. Композиция по п.9, в которой аппретирующий агент имеет значение вязкости равное примерно 2-40 сСт при 40 °С.

14. Композиция по п.9, в которой волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций.

15. Композиция по п.9, в которой волокна выбраны из деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму, при этом волокна представляют собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон

16. Композиция по п.9, в которой волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм.

17. Композиция по п.9 в которой содержание волокон в композиции находится в интервале от примерно 0,48 г/л до примерно 4,8 г/л (от 4 до 40 фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,5 г/л до примерно 2, 2 г/л (6 до 18 фунтов/ 1,000 галлонов).

17. Композиция по п. 9, в которой содержание проппанта в композиции находится в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 1,2 г/л (0.25 до 10 фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 0, 7 г/л (0.25 до 6 фунтов/1,000 галлонов).

18. Композиция по п. 9, в которой значение вязкости несущей жидкости выбирают в интервале: от примерно 1 · 10~3 Па с до примерно 5 - 10"2 Па- с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 · 10"3 Па с до примерно 3.5 · 10~2 Па- с, и главным образом, от примерно 2 · 10"3 Па- с до примерно 2 10" 2 Па с или от примерно 1 · 10"1 Па с до примерно 20 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 10"1 Па* с до примерно 5 - 10"1 Па*с, и главным образом,от примерно 2· 10"1 Па- с до примерно 3 - 10"1 Па- с.

19. Композиция по п.9, в которой несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из воды, водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных.

20. Композиция по п.9, в которой несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинации.

21. Композиция по п.9, дополнительно содержащая функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии, или их комбинации.

22. Композиция по п.9, в которой проппант имеет размер частиц примерно 0,1- 2 мм, плотность от примерно 2,4 до примерно 3,8 г/см3, при этом проппант включает керамику, песок, боксит, стекло, скорлупу ореха, полимерный проппант, или их смеси.

23. Способ гидравлического разрыва пласта, содержащий:

закачивание композиции для гидроразрыва пласта, содержащую несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

24. Способ по п.23, в котором расход, скорость закачивания указанной композиции в подземный пласт поддерживают на уровне, не вызывающем закупорку трещин пласта закачиваемой композицией.

25. Способ по п. 23, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

26. Способ по п. 23 или п.25, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна или их комбинаций.

27. Способ по п. 23 или п.25, в котором волокна выбраны из группы деградирующих волокон или недеградирующих волокон или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму, при этом волокна представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон.

28. Способ по п. 23 или 25, в котором волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом, от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм.

29. Способ по п. 23, в котором содержание волокон в композиции находится в интервале от примерно 0,48 г/л до примерно 4,8 г/л (от 4 до 40 фунтов/1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,5 г/л до примерно 2, 2 г/л (6 до 18 фунтов/ 1,000 галлонов).

30. Способ по п. 23, в котором содержание проппанта в композиции находится в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 1,2 г/л (0.25 до 10 фунтов/ 1,000 галлонов), главным образом, в интервале от примерно 0,03 г/л до примерно 0, 7 г/л (0.25 до 6 фунтов/1,000 галлонов).

31. Способ по п. 23, в котором значение вязкости несущей жидкости выбирают в интервале: от примерно 1 · 10"3 Па с до примерно 5 10"2 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 - 10"3 Пах до примерно 3.5 · 10"2 Па- с, и главным образом, от примерно 2 · 10"3 Па- с до примерно 2 10" 2 Па- с или от примерно 1 10"1 Па- с до примерно 20 Па- с, измеренное при скорости сдвига 170 с"1 и температуре 25°С, например, от примерно 2- 10"' Па с до примерно 5 - 10"1 Па- с, и главным образом, от примерно 2 - 10"1 Па- с до примерно 3 - 10"1 Па- с.

32. Способ по п.23, в котором несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из воды, водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных.

33. Способ по п.23, в котором несущая жидкость включает, по меньшей мере, одно из водного раствора полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинации.

34. Способ по п.23, в котором композиция для гидроразрыва пласта дополнительно содержит функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии или их комбинации.

35. Способ по п.23, в котором проппант имеет размер частиц примерно 0,1-2 мм, плотность от примерно 2,4 до примерно 3,8 г/см3, при этом проппант включает, по меньшей мере, одно из керамики, песка, боксита, стекла, скорлупы ореха, полимерного проппанта, или их смеси.

36. Способ получения полимерных волокон для использования в композиции для гидроразрыва пласта, содержащий:

покрытие полимерного волокна аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия, при этом аппретирующий агент включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси,

сушку волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента.

37. Способ по п.36, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5 до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1 до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

38. Способ по п.36, в котором наносят аппретирующий агент при температуре, не превышающей температуру стеклования материала волокна, и сушат волокна с нанесенным покрытием из аппретирующего агента при температуре, по меньшей мере, на 20 градусов Цельсия ниже значения температуры плавления материала волокна.

39. Способ по любому из пп.36 -38, в котором дополнительно удаляют избыток нанесенного аппретирующего агента посредством отжимания волокон.

40. Способ по п. 36, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций.

41. Способ по п. 36 или п.40, в котором волокна выбраны из деградирующих волокон или недеградир ющих волокон, или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму.

42. Способ по п. 36 или 40, в котором волокна имеют диаметр в интервале от примерно 3 мкм до примерно 40 мкм, главным образом,от примерно 3 мкм до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 мм до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 мм до примерно 6 мм, при этом волокна представляет собой, по меньшей мере, одно из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон.

43. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по любому из п. п. 36- 42, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

Description:
ПОЛИМЕРНОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ в композиции для ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, СПОСОБ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к области добычи нефти и газа, а именно, к гидравлическому разрыву пласта, а также к композиции для использования в операциях гидравлического разрыва пласта, волокну с покрытием из аппретирующего агента для использования в указанной композиции, а также к способу получения указанного волокна.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Добыча углеводородов из нетрадиционных месторождений, например, нефтяных и газовых низкопроницаемых коллекторов, таких как сланцевые коллекторы, плотные песчаники, известняки, и др. становится актуальным в добыче энергетических ресурсов и этот сектор в последние годы демонстрирует растущий спрос на технологии.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) является широко распространенным способом стимуляции нефте- и газо-добычи. При этом в продуктивном пласте создают длинные проницаемые трещины, что повышает площадь притока и дебит скважины. Чтобы полученная трещина ГРП оставалась открытой и проницаемой для флюидов, в нее привносят проппант (расклинивающий агент). Выбор жидкостной системы отвечает за создание трещины с определенной длиной и размещение в ней проппанта.

Известно, что традиционные системы для гидроразрыва пласта основаны на геле в виде сшитого полимера, и такие высоковязкие несущие жидкости применялись для ГРП в различных типах пластов. Для некоторых видов нетрадиционных пластов, такие системы могут также успешно применяться.

Жидкостные системы на водной основе благодаря низкой стоимости и простоте в обращении широко используются в технологиях для обработки нетрадиционных пластов. Низкая вязкость таких жидких систем очень полезна для создания протяженных и разветвленных трещин в породе, но при этом способность композиции к переносу проппанта, которая зависит от вязкости несущей жидкости, снижается. В связи с неэффективным переносом проппанта композицией, в низковязких жидких системах имеет место быстрое осаждение проппанта, что не позволяет доставлять проппант во многие вторичные и третичные трещины. Этот факт отрицательно влияет на дебит простимулированной скважины, поскольку считается, что для нетрадиционных пластов с низкой проницаемостью можно получить приток нефти через создание разветвленной системы соединенных трещин. Максимальный дебит от обработанного пласта получают, если открытые трещины остаются расклинены проппантом и имеют соединение между трещинами.

Добавление волокон в качестве элемента усиления переноса проппанта в жидкостной системе с низкой вязкостью может существенно улучшить горизонтальное и вертикальное распределение проппанта в созданной трещине. В подобной жидкостной системе, низковязкая жидкость отвечает за протяженность и разветвленность системы трещин, а суспензия волокон обеспечивает достаточный перенос проппанта для оптимального размещения проппанта по объему сети разветвленных трещин.

Эффективность суспензии волоконных материалов для переноса проппанта (песка) использовалась в операциях ГРП по технологиям FiberFRAC™ и HiWAY™ (компания «Шлюмберже»). Поскольку сами волокна в суспензии при высоких концентрациях имеют тенденцию к закупорке созданных трещин (англ.- «bridging»), то это свойство использовалось в технологиях StimMORE* и МахСОЗ* Acid (компания «Шлюмберже»).

Однако тенденция к закупорке трещин при потоке волокон является отрицательной чертой, если речь идет об операции ГРП-стимулирования низкопроницаемых коллекторов. Причина в том, что низкая вязкость несущей жидкости и малая ширина образованных трещин усиливает закупоривающие свойства волоконного материала.

Таким образом, максимальная эффективность ГРП-обработки при использовании низковязкой несущей жидкости гидроразрыва достигается, если у суспензии волокон минимальная тенденция к закупорке трещин пласта (каналов).

Известно техническое решение, раскрытое в патентной заявке PCT/RU2014/000837 (WO2015160277 А1, 22.10.2015) "Treatment fluid", которая описывает решение по улучшению переноса проппанта в низковязких жидкостях посредством добавки модифицированных волокон из полимера, содержащих в своем составе силиконовый материал по массе от 0.1 до 20 %, что помогает контролировать скорость осаждения проппанта и избежать тенденции к закупорке трещин.

Однако указанное модифицирование волокон силиконовым материалом является процессом, требующим использования специального оборудования и материалов при изготовлении волокон, что приводит к изменению технологии производства волокон, и повышает энергетические и трудозатраты на изготовление волокон.

Выше были описаны нюансы применения низковязких жидкостей в композициях для гидроразрыва пласта, однако, некоторые нюансы возникают и при использовании высоковязких жидкостей для гидроразрыва пласта. Основное предназначение при выполнении ГРП высоковязкими жидкостями - Основное предназначение при выполнении ГРП высоковязкими жидкостями - создание высоких и широких первичных трещин. Однако в случаях выполнения стимулирования пластов со сравнительно небольшой высотой продуктивной зоны плата, например, песчаников, строго подбирают вязкость жидкости. Возможность закачивания высоких концентраций проппанта на сравнительно низких скоростях закачивания обеспечивается высокими транспортными свойствами подобной жидкости, которые зависят напрямую от стабильности вязкостных характеристик. Преждевременное разложение жидкости (условия высокой температуры, высоких скоростей сдвигового напряжения), либо некорректный подбор компонентов, вызывают резкое падение транспортных свойств жидкости и невозможность дальнейшего выполнения работы и/или снижение эффективности работы ГРП. Добавка волокон в высоковязкие жидкости заключается в дополнительном улучшении транспортных свойств и предотвращении быстрого оседания проппанта в статических условиях, т.е. после окончания закачивания. Предотвращение быстрого оседания вызвана, в первую очередь, сравнительно большой высотой трещин, полученных в результате использования высоковязких жидкостей. В высоковязких жидкостях ГРП закупорка трещин волокнами происходит при более низких скоростях закачки, нежели чем в низковязких жидкостях.

Химическое аппретирование применяется в текстильной промышленности для превращения нитей пряжи или готового полотна в полезный материал. Такого рода поверхностная обработка проводится после покраски пряжи/ткани для улучшения внешнего вида, антистатических свойств, или для улучшения тактильных ощущений от обработанной ткани.

Однако процедура обработки волокон аппретирующим агентом ранее не применялась для улучшения свойств волокон в композиции для гидравлического разрыва пласта в скважинных операциях.

Таким образом, в области техники существует потребность в улучшении свойств волокон для использования в композиции для проведения гидравлического разрыва пласта, используя способы, не требующие ощутимых энергетических и трудозатрат.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ

Настоящее раскрытие предлагает применять полимерное волокно с покрытием из аппретирующего агента, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

Настоящее раскрытие обеспечивает улучшение диспергируемости волокон в несущей жидкости в композиции для гидроразрыва пласта, улучшение переноса проппанта суспензией волокон в трещинах пласта, улучшение диспергируемости композиции для гидроразрыва пласта в трещинах пласта, снижение закупорки трещин пласта волокнами, увеличивает площадь притока пластовых жидкостей в трещины, что повышает эффективность способа гидравлического разрыва пласта и повышает дебит скважины, при этом настоящее раскрытие обладает простотой осуществления, не требующего ощутимых энергетических или трудовых затрат, а также снижает требования к ресурсу применяемого оборудования для гидравлического разрыва пласта (ГРП), что снижает энергозатраты на осуществление способа ГРП.

Настоящее раскрытие содержит следующие основные указанные ниже аспекты:

В одном аспекте настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта. Волокно покрыто аппретирующим агентом, который включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

В другом аспекте настоящее раскрытие содержит композицию для гидроразрыва пласта. Композиция содержит: несущую жидкость,

проппант,

полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанных масел, имеющие индекс вязкости больше 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит способ гидравлического разрыва пласта. Способ содержит этапы на которых:

закачивают композицию для гидроразрыва пласта, содержащую несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом

волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит способ получения полимерных волокон для использования в композиции для гидроразрыва пласта. Способ содержит этапы, на которых:

покрывают полимерное волокно аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия, при этом аппретирующий агент включает базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси,

сушат волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента.

В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по любому из п.п. 36- 42, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - (А) иллюстрирует диспергирование композиции для гидроразрыва пласта, содержащей необработанные волокна в трещине пласта, (Б) иллюстрирует диспергирование композиции для гидроразрыва пласта, содержащей волокна, покрытые аппретирующим агентом, в трещине пласта.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Следующее описание вариантов реализации раскрытия является лишь иллюстративным, и оно не предназначено для ограничения настоящего раскрытия, его применения или вариантов использования. Следует понимать, что раскрытие допускает другие варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных аспектах без отступления от сущности раскрытия. Признаки, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности признаков, если отдельно не указано иное.

В раскрытии указаны некоторые неограничивающие примеры возможных средств для реализации заявленного раскрытия, но специалисту в области техники должно быть понятно, что сущность раскрытия не ограничена конкретной реализацией. Для осуществления раскрытия могут быть использованы любые аппаратные средства известные в уровне техники и пригодные для осуществления раскрытия. Все числовые значения и диапазоны, раскрытые в настоящем описании должны сначала пониматься как модифицированные словом «примерно», а затем, повторно, без указанного слова «примерно».

Проппирование (заполнение) трещин ГРП композицией, содержащей низковязкую несущую жидкость отличается от процесса по проппированию трещин композицией, содержащей высоковязкие (сшитые) несущие жидкости. Преимущества низковязких несущих жидкостей особенно актуальны для стимулирования сланцевых месторождений.

При проведении ГРП композициями, содержащими низковязкие несущие жидкостями, трещина в пласте создается гораздо более низкая и узкая, но более длинная и разветвленная, т.е. фактически, увеличивается площадь контакта призабойной зоны и продуктивного пласта. В целом, чем больше вязкость жидкостной системы, тем шире, выше и короче создается трещина, а чем ниже вязкость- тем трещина ниже, уже и длиннее. Для успешного закачивания композиций, содержащих низковязкие жидкости (т.е. для превышения пластового давления для поддержания трещины открытой в ходе выполнения операций ГРП) поддерживают более высокую (в 3-5 раз) скорость закачки по сравнению с закачкой композиций, содержащих высоковязкие несущие жидкости. Тенденция к нежелательному преждевременному закупориванию трещины проппантом и волокнами, которое может вызвать невозможность дальнейшего выполнения ГРП, в случае композиций, содержащих низковязкие несущие жидкости, очень высока. Для предотвращения такого закупоривания следует повышать скорость закачивания и понижать концентрацию проппанта, что в итоге, вызывает менее качественное заполнение трещины проппантом и снижение эффективности работы скважины.

Добавление волокон в низковязкую несущую жидкость повышает несущую способность низковязкой жидкости. Однако существует вероятность закупоривания трещины волокном, которая зависит от нескольких параметров, указанных ниже: a. Вязкость несущей жидкости: чем ниже вязкость, тем больше вероятность закупорки трещины волокном.

b. Скорость прокачки: чем выше скорость, тем меньше вероятность образования закупорки, однако чрезмерное повышение скорости может нарушать создание правильной геометрии трещины и требует ощутимых ресурсов оборудования, что повышает затраты на работу.

c. Концентрация проппанта: чем выше концентрация проппанта, тем хуже перенос проппанта и менее разветвленная геометрия трещины.

d. Ширина трещины: чем меньше ширина трещины, тем легче ее закупорить любыми твердыми частицами, в том числе и волокнами.

e. Размер частиц проппанта: чем мельче, тем лучше перенос и равномернее заполнение трещины. Таким образом, закупорка трещин волокнами в низковязких жидкостях выше, чем в высоковязких жидкостях (сшитых гелях) из-за меньшей вязкости жидкости и меньшей ширины трещины.

f. Концентрация волокон: риск закупоривая возрастает с её повышением. g. Равномерность диспергирования волокон: ухудшение диспегированности взывает увеличение локальных концентраций волокон.

При этом нежелательная закупорка трещин волокнами в случае использования высоковязких жидкостей ГРП также возможна, она возникает при более низких скоростях закачки, чем для низковязких жидкостей.

Поскольку аппретированные волокна в ходе производства, а также при проведении ГРП, подвергаются воздействую различных температур и сред, аппретирующий агент для нанесения на волокна должен создавать равномерное покрытие, стойкое в широком диапазоне температур, обеспечивающее скользкую поверхность, способную снизить адгезию волокон, улучшить их диспергируемость.

Авторы настоящего раскрытия обнаружили, что полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, имеют равномерное покрытие, обладают улучшенными свойствами диспергируемости в несущей жидкости, проявляют уменьшенную тенденцию к адгезии между самими волокнами, а также между волокнами и любыми поверхностями, с которыми они контактируют в ходе закачки в пласт, и таким образом, уменьшается вероятность образования пучков волокон, которые способны закупорить трещину, такие волокна позволяют обеспечить улучшенный перенос проппанта в трещины, улучшают диспергируемость композиции для гидроразрыва пласта в трещине пласта, что позволяет создать эффективную систему трещин, повышающую приток пластовых жидкостей к забою скважины, что повышает дебит скважины и эффективность гидроразрыва пласта. При этом, использование таких волокон в способе гидроразрыва пласта (ГРП) снижает требования к ресурсу оборудования, применяемого при проведении ГРП, что снижает энергозатраты на осуществление способ ГРП, а также способ получения таких волокон обладает простотой осуществления, не требующей больших энергетических и трудозатрат.

Смазочная способность масла тесно связана со значениями вязкости масел. Например, масло, имеющее как можно меньшее значение вязкости, позволяет двум поверхностям не соприкасаться. Если значение вязкости масла слишком мало- поверхности придут в соприкосновение и трение увеличится, если значение вязкости масла слишком велико - возникают потери на трение, а также возможно негативное влияние на равномерность покрытия маслом поверхности.

Индекс вязкости масла - это относительная величина, показывающая степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Чем выше значение индекса вязкости масла, тем меньше вязкость масла зависит от температуры.

Согласно классификации Американского Нефтяного Института (API) базовые масла подразделяются на пять групп по значениям присущего им индекса вязкости. Базовые масла первой и второй группы обладают значением индекса вязкости менее 120, что характеризует большую зависимость вязкости указанных масел от температуры. Базовые масла третьей, четвертой и пятой групп характеризуются значениями индекса вязкости, по меньшей мере, 120, это означает, что вязкость указанных масел подвержена относительно небольшим изменениям в широком диапазоне температур, что позволяет применять указанные масла в условиях большого температурного перепада.

Масла третьей группы, согласно классификации API, получают методом каталитического гидрокрекинга, и содержат в составе относительно большую долю предельных углеводородов (номер CAS#64742-54-7). Масла четвертой группы, являются синтетическими маслами на основе полиальфаолефинов, (CAS#68649-12-7, CAS#68649-l l-6), масла пятой группы являются синтетическими маслами, включающими полиалкиленгликоли, сложные полиэфиры, и другое. Под термином «смазочный материал» подразумевается смазочный продукт на основании указанного масла, который может содержать различные присадки, известные специалистам в области техники, смазочный материал также может включать базовое масло в смеси с неводным разбавителем, известным специалисту в области техники, и при этом имеющие значение индекса вязкости для получаемого раствора, по меньшей мере, 120. В качестве разбавителей, прежде всего, используют насыщенные и ненасыщенные углеводороды ряда алканов и алкенов с длиной углеродной цепи не менее 5 (пентан, гексан и пр.). Первостепенным является нанесение на волокна покрытия из неразбавленных масел или смазочных материалов, характеризующихся значениями индекса вязкости, по меньшей мере, 120, при определении согласно стандарту ASTM D2270.

В одном варианте воплощения, аппретирующий агент может включать базовое масло с индексом вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, в другом варианте осуществления, аппретирующим агент может включать смазочный материал на основе указанного базового масла или смесь смазочного материала и базового масла. Аппретирующий агент может быть выбран из минерального масла, синтетического масла, или их смесей. Аппретирующий агент может характеризоваться значением вязкости в диапазоне 2-40 сСт при 40°С.

Волокна, пригодные для обработки аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, могут представлять собой любые полимерные волокна, используемые для создания композиций для гидроразыва пласта и хорошо известные специалисту в области техники. Например, волокна могут быть выполнены из полиэфиров (полилактид, полигликолид, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и т.д.), полиамидов(нейлон-6, нейлон-6,6, нейлон- 12 и т.д.), полиолефинов (полипропилен, полиэтилен и т.д.), целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. Волокна могут быть выбраны из деградирующих или недеградирующих волокон, или их смесей. Волокна могут иметь прямую или непрямую форму, или представлять смесь прямых и непрямых волокон. Волокна могут иметь следующие размеры: диаметр в интервале от примерно 3 до примерно 40 мкм, прежде всего, от примерно 3 до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 до примерно 12 мм, прежде всего, от примерно 3 до примерно 6 мм. Волокна могут быть выбраны из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон, или их смесей. Главным образом, волокнами, согласно настоящему раскрытию, являются полилактиды, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, целлюлозные или вискозные волокна. Данные волокна проявляют наибольшую эффективность в улучшении транспортных свойств несущей жидкости в композиции для ГРП и экономическую целесообразность.

Значение массовой доли покрытия из аппретирующего агента на волокнах, в расчете на общую массу волокон, выбирают из интервала эффективных значений массовой доли покрытия. Под термином «интервал эффективных значений массовой доли покрытия» понимаются такие значения, при которых волокна, покрытые аппретирующим агентом проявляют улучшение свойств, приводящих к снижению тенденции к закупорке каналов.

Авторы решения обнаружили, что полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смесь, проявляют улучшенные свойства уже при примерно от 0,5% масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, покрытия в расчете на общую массу волокон.

При значениях ниже 0,5% масс, также может происходить небольшое улучшение свойств волокон или улучшение не происходит.

При этом наибольший эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равной от примерно 1% масс, в расчёте на общую массу волокон и до примерно 30% масс. При значениях более 50% масс, в расчете на общую массу волокон дальнейшее улучшение свойств не наблюдаются.

Таким образом, под термином «интервал эффективных значений покрытия» можно охарактеризовать интервал от примерно 0,5% масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, покрытия аппретирующего агента в расчете на общую массу волокон, в основном, от примерно 1% масс, до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

Способ получения полимерных волокон согласно раскрытию содержит следующие этапы.

Покрывают полимерное волокно аппретирующим агентом посредством средства нанесения покрытия. Средство нанесения покрытия может представлять собой валик для нанесения аппретирующего агента. Указанный валик погружают в аппретирующий агент, при этом покрывают волокно указанным аппретирующим агентом посредством прокатывания валика по волокну. Нанесение покрытия также может осуществляться посредством распыления аппретирующего агента на волокно, где средство нанесения покрытия является распылительным устройством для нанесения аппретирующего агента, например, форсункой, пульверизатором и тому подобным. Температура нанесения аппретирующего агента не превышает температуру стеклования материала волокна (например, в случае, если полимерное волокно представляет собой полиэфир (полилактид, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат), то температура нанесения аппретирующего агента не превышает 40-70 градусов Цельсия). Средство нанесения покрытия может представлять собой емкость с аппретирующим агентом, при этом покрывают указанное волокно аппретирующим агентом посредством погружения указанного волокна в емкость с аппретирующим агентом, и интенсивно перемешивают волокно в указанной емкости, после чего выгружают покрытые аппретирующим агентом волокна. Если существует избыток аппретирующего агента, нанесенного на волокна, то его возможно удалить посредством отжимания. Авторы решения отмечают, что выбранный тип волокна (полиамидные (нейлон-6, нейлон-6,6), полиолефиновые (полиэтилен, полипропилен) и целлюлозные (включая вискозу), полиэфирные (полилактиды, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат) не влияют на свойства конечного покрытия из аппретирующего агента, а также на содержание достигаемого конечного покрытия на волокне. Затем сушат волокно с нанесенным покрытием из аппретирующего агента, при этом температура сушки волокна с нанесенным покрытием из аппретирующего агента влияет на достижение оптимальных свойств диспергируемости получаемых волокон в несущей жидкости и задается, по меньшей мере, на 20 градусов Цельсия ниже значения температуры плавления материала волокна. Перемешивание, выгрузку, сушку и, в некоторых случаях, отжимание волокон, можно производить посредством любых известных специалисту устройств, таких как мешалки, шнековые транспортеры, валики, сушильные шкафы, устройства отжима, и тому подобное. Нанесение покрытия на волокна может быть осуществлено на конечных этапах при промышленном производстве волокон, когда для покрытия/смазки волокон используют известные в промышленности устройства. Также нанесение покрытия аппретирующего агента на волокна можно проводить при приготовлении композиции для гидроразрыва пласта перед закачкой композиции в скважину.

Полимерные волокна, покрытые указанным выше аппретирующим агентом, могут успешно применяться в композициях для гидроразрыва пласта.

Композиция для гидроразрыва пласта, согласно настоящему раскрытию, включает в себя несущую жидкость, проппант, и полимерные волокна, при этом указанные волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

Несущая жидкость может представлять собой низковязкую жидкость, в качестве которой, может использоваться вода, водный раствор полиакриламида, гуаровой камеди, карбоксиметил гидроксипропил гуаровой камеди, карбоксиметилцеллюлозы, ксантановой камеди, альгината натрия, суспензии полиакрилонитрила, а так же их производных, известных специалисту в области техники.

Несущая жидкость также может представлять собой высоковязкую несущую жидкость, известную специалисту в области техники, в качестве которой могут использоваться указанные выше водные растворы полимеров со сшивающим агентом на основе борной кислоты, растворимых солей циркония (IV) и алюминия (III), или их комбинаций.

Значение вязкости несущей жидкости может лежать в интервале: для низковязких (несшитых) жидкостей - от примерно 1 · 10 "3 Па - с до примерно 5 · 10 "2 Па - с, измеренное при скорости сдвига 170 с "1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 · 10 "3 Па с до примерно 3.5· 10 "2 Па с, и прежде всего,от 2 · 10 "3 Па с до 2 - 10 "2 Па с, для высоковязких (сшитых) жидкостей - от примерно 1 - Ю "1 Па с до примерно 20 Па с, измеренное при скорости сдвига 170 с "1 и температуре 25°С, например, от примерно 2 10 "1 Па с до примерно 5 10 "1 Па с, и прежде всего, от примерно 2· 10 " ' Па с до примерно 3 10 "1 Па с.

Проппант для заполнения трещин при гидравлическом разрыве пласта должен иметь высокую механическую прочность и не разрушаться в условиях объемного сжатия под действием давления вышележащих пород. В качестве проппанта могут быть использованы частицы из любого материала, который как правило применяется в области техники как расклинивающий агент. Например, могут использоваться такие материалы как керамика, песок, боксит, стекло, скорлупа ореха, полимерный проппант или их смеси. Материалы проппанта могут варьироваться по плотности от около 2,4 до 3,8 г/см 3 , механической прочности в диапазоне применения около 300- 1500 атм., размеру частиц - от около 0,1-2 мм.

Композиция для гидроразрыва пласта, содержащая волокна с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, может дополнительно содержать различные добавки, известные специалисту в области техники, согласно существующим потребностям. Например, композиция может содержать стабилизатор глины, антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии и т.д.

Способ гидравлического разрыва пласта согласно настоящему раскрытию содержит следующие этапы, на которых: закачивают композицию для гидроразрыва пласта, содержащую указанные выше несущую жидкость, проппант, полимерные волокна через скважину в подземный пласт, при этом волокна покрыты аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси.

Расход, скорость закачивания указанной композиции в подземный пласт поддерживают на уровне, не вызывающем закупорку трещин пласта закачиваемой жидкостью. При этом специалисту в области техники на основании общих знаний и уровня техники понятен выбор значений расхода и скорости закачивания композиции для ГРП в зависимости от конкретных существующих условий и конкретных операций проведения гидроразрыва пласта. Для проведения гидравлического разрыва пласта могут применяться любые устройства, известные специалисту в области техники.

ПРИМЕРЫ

Снижение тенденции закупорки каналов волокнами, содержащими покрытие из аппретирующего агента, в композиции для ГРП.

Положительный эффект применения волокон в композиции для гидроразрыва пласта (ГРП), покрытых аппретирующим агентом, включающим базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, продемонстрирован в ходе ряда лабораторных экспериментов на примере использования волокон из различных полимерных материалов. Нанесение аппретирующего агента возможно на волокна различной формы (прямые, непрямые, например, гофрированные).

Пример 1.

В данном примере показана эффективность снижения закупорки трещин при использовании суспензии волокон, содержащей волокна с покрытием из аппретирующего агента, в сравнении с суспензией волокон, содержащей необработанные волокна (см. Табл.1 ниже). В качестве аппретирующего агента использовались следующие масла и смазочные материалы:

a. Моторное минеральное масло Idemitsu Zepro EcoMedalist SAE 0W20 API SN (масло N°l)

b. Масло трансмиссионное синтетическое Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (масло N°2)

c. Масло трансмиссионное синтетическое Havoline Synthetic ATF Multi- Vehicle DEXRON-VI (масло J\°3)

d. Смазочный материал Chevron Ulti-Plex Synthetic Grease ЕР (масло Ν°4) Вышеперечисленные масла и смазочные материалы характеризуются значением индекса вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270. Чтобы оценить эффект аппретирования (поверхностной обработки) на тенденцию суспензии волокон закупоривать проточные каналы, в качестве исходного примера была выбрана суспензия необработанных волокон в низковязкой несущей жидкости для которой известна тенденция к закупорке волокнами.

Условия тестирования суспензии волокон в щелевом канале: щель шириной 1 мм, загрузка волокон в концентрации 2,2 г/л (18 фунтов/1,000 галлонов). Несущая жидкость - водный раствор полиакриламида с вязкостью не более 2 · 10 "2 Па с при 170 с "1 и при комнатной температуре. Несущая водная жидкость содержит 0,1 масс.% (1 галлон/ 1000 галлонов) полиакриламидного полимера. Волокна, покрытые указанными аппретирующими агентами представляют собой полиэфирные волокна (волокна полимолочной кислоты (ПМК) от компании Trevira GmbH).

Пример показывает, что покрытие полимерных волокон, включающих базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, уменьшает тенденцию к закупорке каналов при прокачке суспензии волокон.

Таблица 1 Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.

Расход Линейная Чистые Масло Масло Масло Масло суспензии скорость волокна Ж, 20 JN°2, 30 JN°3, 20 JN°4, 15 мл/с суспензии масс% масс% масс% масс% при

прокачке

через

щель,

см/с

100 1 1. 1 + + + + +

200 22.2 + + + + +

300 33.3 + + - - -

400 44.4 + - - - -

500 55.6 + - - - -

600 66.7 - - - - -

700 77.8 - - - - -

800 88.9 - - - - - Обозначения для таблицы 1 :

+ закупорка щели происходит

"-" нет закупорки щели

В приведенной ниже серии экспериментов было показано, что полимерные волокна при наличии покрытия из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, с массовой долей покрытия от примерно 0,5 % масс, до, по меньшей мере, примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон проявляют снижение тенденции волокон к закупорке канала.

При этом наибольший эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равному от примерно 1% до примерно 30% масс, в расчете на общую массу волокон.

Аналогично экспериментам в Примере 1 проверялись также другие полиэфирные волокна (полиэтилентерефталатные, полибутилентерефталатные), полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), целлюлозные/вискозные волокна, полиамидные волокна (нейлон-6, нейлон-66, нейлон -12), покрытые аппретирующим агентом (различными маслами и смазочными материалами, имеющими индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смесями) в количестве 0,5; 5; 10; 20, 30, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, суспендированные в низковязких и высоковязких несущих жидкостях (с проппантом и без проппанта) при прокачке через щели в 1 и 5 мм.

Пример 2

Готовили суспензию, включающую полиэфирные волокна (полилактид), покрытые аппретирующим агентом (Масло трансмиссионное синтетическое Idemitsu MTF SAE 75W90 API GL-5 (маслоЛй)) в количестве 0,5; 1; 5; 10; 20; 30; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, низковязкую несущую жидкость (водный раствор полиакриламида или ксантановая камедь или карбоксиметилцеллюлоза). Использовались волокна следующей геометрии: 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма. Композицию прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм (результаты в Таблице 2). Таблица 2.

Суспензия полиэфирных 100 ПД 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом]\°2 (30% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 300 33,3 600 66,7 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом.М°2 (50% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Пример 3.

Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытые аппретирующим агентом (масло.М°2), в количестве 1; 5; 10; 20, 30% по массе в расчете на общую массу волокон, низковязкую несущую жидкость (водный раствор полиакриламида или ксантановая камедь или карбоксиметилцеллюлоза; проппант (CarboProp® со средней плотностью 3,2 г/см 3 , размер диаметр 0,4-0,8 мм, концентрация 240 г/л). Композицию прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Результаты на примере волокон из полилактида (PL А), приведены в Таблице 3.

Таблица 3.

Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом °2 (5% масс, в расчете

на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом N°2 (10% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - масломМЬ2 (20% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом о2 (30%) масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Пример 4.

Готовили суспензию полиэфирных волокон (результаты проиллюстрированы на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом (масло>Г°2) количестве 1 ; 5; 10; 20; 30% по массе в расчете на общую массу волокон, в высоковязкой несущей жидкости (сшитый карбоксиметилцеллюлозный гель), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм.

Таблица 4.

Описание образца волокна Закупоривание канала Свободное течение через канал

Расход Линейная Расход Линейная суспензии, скорость суспензии, скорость мл/мин жидкости мл/мин жидкости через через щель, см/с щель, см/с

(1) (2) (3) (4) (5) Необработанные полиэфирные 200 22,2 300 33,3 волокна в низковязкой

жидкости

Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом . (1% масс, в расчете

на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом > (5% масс, в расчете

на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом N°2 (10% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом>Г°2 (20%) масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых

аппретирующим агентом - маслом 2 (30% масс, в

расчете на массу волокон) в

низковязкой жидкости

Пример 5.

Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (проиллюстрирован пример волокон из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытые аппретирующим агентом (в количестве 1; 20; 30; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакриламида), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Таблица 5.

Пример 6.

Готовили суспензию полиэфирных волокон (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом NGN FUTURE 0W-20 API SN (масло 1°5, основа полиальфаолефин, группа IV согласно классификации API), в количестве 1 ; 20; 30; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании волокон, покрытых данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.6).

Таблица 6.

Пример 7. Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом NGN FUTURE 0W-20 API SN (масло °5, основа полиальфаолефин, группа IV согласно классификации API, номер С AS 151006-62-1), в количестве 1; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.7).

Таблица 7.

жидкости Пример 8.

Готовили суспензию полиэфирных волокон (на примере волокна из полилактида 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированных маслом Poly(l,2-butylene glycol) (масло-Ч^б, основа полиалкилгликоль, группа V согласно классификации API, номер С AS 31923-86-1) в количестве 1 ; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), без проппанта, и прокачивали через щелевой канал шириной 1 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании суспензии, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом (результаты в Табл.8).

Таблица 8.

жидкости Пример 9.

Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (на примере волокна из полилактида, 6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), покрытых аппретирующим агентом Poly(l,2-butylene glycol) (масло.Ч°6, основа полиалкилгликоль, группа V согласно классификации API, номер CAS 31923-86-1) в количестве 1 ; 20; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данным аппретирующим агентом.

Таблица 9.

низковязкой жидкости Пример 10.

Готовили композицию для ГРП, включающую волокна полипропилена (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированные следующими маслами: масло-ЧеЗ, масло.Ч°5, масло еб, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Было показано снижение тенденции к закупорке канала при прокачивании композиции, содержащей волокна, покрытые данными аппретирующими агентами.

Таблица 10.

жидкости Пример 11.

Готовили композицию для ГРП, содержащую волокна «нейлон-6» (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированных следующими маслами: маслоЗЧзЗ, масло »5, масло^б, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм (результаты в Табл.11).

Таблица 11.

Пример 12.

Готовили композицию для ГРП, включающую вискозные волокна (6 мм длиной, диаметром 12 микрон, круглое сечение, прямая форма), аппретированные следующими маслами: маслоМеЗ, маслаМ°5, масло еб, в количестве 10% по массе в расчете на общую массу волокон; в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакрилонитрила), с проппантом CarboISP® (плотность 3,2 г/см 3 , средний размер частиц 0,4-0,8 мм, содержание 240 г/л), и прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм (см. Табл.12)

Таблица 12.

Пример 13.

В данном примере со ссылкой на Фиг.1 иллюстрируется эффективность диспергирования волокон с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, в композиции для гидроразрыва пласта при прокачке через трещину пласта, в сравнении с необработанными волокнами в композиции.

Эксперименты по течению суспензии через вертикальный узкий канал показывают разницу в поведении необработанных и обработанных волокон в случае потока проппантно-волоконной суспензии. Видно, что суспензия с обработанными волокнами обеспечивает улучшенный перенос проппанта в узких каналах (лабораторная модель трещины ГРП).

Параметры лабораторной проточной модели: длина ячейки - 1500 мм, высота 400 мм; внутренняя ширина (расстояние между стенками) - 2 мм, скорость закачивания суспензии (линейная скорость потока) 0.30 м/с. Ячейка изготовлена из двух прозрачных листов плексигласа. Описанные лабораторные условия позволяют моделировать поток суспензии при ГРП обработке породы.

Как видно из Фиг. 1(A), закачка композиции с необработанными волокнами приводит к закупориванию канала во входной области щелевого канала D 0 .

Как видно из Фиг.1(B), закачка композиции с волокнами покрытыми аппретирующим агентом приводит к равномерному размещению волокон и проппанта по объему щелевого канала Df. В данном случае продольный масштаб размещения проппанта совпадает с длиной щелевого канала Df.

Таким образом, полимерные волокна, с покрытием из аппретирующего агента, включающего базовое масло, смазочный материал на основе указанного масла, имеющие индекс вязкости, по меньшей мере, 120 при определении согласно стандарту ASTM D2270, или их смеси, обладают улучшенной диспергируемостью в трещине пласта, и не образуют закупорку трещины пласта.

Следует отметить, что настоящее раскрытие не ограничено вышеописанными конкретными вариантами воплощения, и в них могут быть внесены различные модификации и изменения без отклонения от сущности настоящего раскрытия, которая выражена в прилагаемой формуле. Термины «содержит», «включает в себя» и их аналоги используются в данном описании в неограничительном смысле, т.е. в смысле открытого списка, а не в исключительном смысле, и поэтому не исключают наличия других возможным компонентов, элементов, этапов и т.п. В исключительном смысле употребляется лишь термин «состоящий из».