SERVICES PETROLIERS SCHLUMBERGER (FR)
SCHLUMBERGER TECHNOLOGY CORP (US)
SCHLUMBERGER TECHNOLOGY BV (NL)
| WO2015160277A1 | 2015-10-22 |
| CN105086987A | 2015-11-25 | |||
| RU2395681C2 | 2010-07-27 | |||
| RU2320403C1 | 2008-03-27 | |||
| US20160102179A1 | 2016-04-14 |
| ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, при этом волокно покрыто аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов. 2. Волокно по п.1 , в котором аппретирующий агент нанесен на волокна в виде дисперсии амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в воде с концентрацией от примерно 1 до примерно 500 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 100 г/л. 3. Волокно по п.1 , в котором аппретирующий агент нанесен на волокна в виде раствора амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в органическом растворителе с концентрацией от примерно 0,1 до примерно 50 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 10 г/л. 4. Волокно по любому из пп. 1 -3, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5% масс, до примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокна, главным образом, составляет от примерно 1% масс, до примерно 20% масс, в расчете на общую массу волокна. 6. Волокно по п.1, в котором аппретирующий агент включает лецитин. 7. Волокно по п.1 или 6, в котором аппретирующий агент получен из животных или растительных источников. 8. Волокно по п.1, включающее, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 9. Волокно по п.1 или п.8, 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. 10. Волокно по п.1 или 8, 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. 11. Композиция для гидроразрыва пласта, содержащая: несущую жидкость, проппант, полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов. 12. Композиция по п.11, в которой аппретирующий агент нанесен на волокна в виде дисперсии амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в воде с концентрацией от примерно 1 до примерно 500 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 100 г/л. 13. Композиция по п.11, в которой аппретирующий агент нанесен на волокна в виде раствора амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в органическом растворителе с концентрацией от примерно 0,1 до примерно 50 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 10 г/л. 14. Композиция по любому из пп. 11 -14, в которой массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5% масс, до примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокон, главным образом, составляет от примерно 1% масс, до примерно 20% масс, в расчете на общую массу волокон. 15. Композиция по п.11, в которой аппретирующий агент включает лецитин. 16. Композиция по п.11 или 15, в которой аппретирующий агент получен из животных или растительных источников. 17. Композиция по п. 11 , в которой волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 18. Композиция по п. 11 или п.17, 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. 19. Композиция по п. 11 или п.17, 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. 20. Композиция по п. 11, 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). 21. Композиция по п. 11, 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). 22. Композиция по п. 11, 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 - 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 главным образом, от примерно 2· 10"' Па с до примерно 3 10' 1 Па с. 23. Композиция по п.11, 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. 24. Композиция по п.11, 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. 25. Композиция по п.П, дополнительно содержащая функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии, или их комбинации. 26. Композиция по п.П, 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. 27. 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 амфифильные ПАВ на основе фосфолипидов. 28. Способ по п.27, в котором расход, скорость закачивания указанной композиции в подземный пласт поддерживают на уровне, не вызывающем закупорку трещин пласта закачиваемой композицией. 29. Способ по п.27, в котором аппретирующий агент нанесен на волокна в виде дисперсии амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в воде с концентрацией от примерно 1 до примерно 500 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 100 г/л. 30. Способ по п.27, в котором аппретирующий агент нанесен на волокна в виде раствора амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в органическом растворителе с концентрацией от примерно 0,1 до примерно 50 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 10 г/л. 31. Способ по любому из пп. 27 -30, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5% масс, до примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокна, главным образом, составляет от примерно 1 % масс, до примерно 20% масс, в расчете на общую массу волокна. 32. Способ по п.27, в котором аппретирующий агент включает лецитин. 33. Способ по п.27 или 32, в котором аппретирующий агент получен из животных или растительных источников. 34. Способ по п. 27, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна или их комбинаций. 35. Способ по п. 27 или п.34, 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. 36. Способ по п. 27 или 34, 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. 37. Способ по п. 27, 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). 38. Способ по п. 27, 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). 39. Способ по п. 27, 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 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. 40. Способ по п.27, 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. 41. Способ по п.27, 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. 42. Способ по п.27, в котором композиция для гидроразрыва пласта дополнительно содержит функциональные добавки, включающие антипенные агенты, эмульгаторы, высокотемпературные стабилизирующие агенты, ингибиторы коррозии или их комбинации. 43. Способ по п.27, 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. 44. 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 амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, сушку волокна с нанесенным покрытием из указанного аппретирующего агента. 45. Способ по п.44, в котором аппретирующий агент наносят на волокна в виде раствора амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в органическом растворителе с концентрацией от примерно 0,1 до примерно 50 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 10 г/л. 46. Способ по п.44, в котором аппретирующий агент нанесен на волокна в виде дисперсии амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в воде с концентрацией от примерно 1 до примерно 500 г/л, главным образом, от примерно 1 до примерно 100 г/л. 47. Способ по любому из пп. 44 -46, в котором массовая доля покрытия из аппретирующего агента составляет от примерно 0,5% масс, до примерно 50% масс, в расчете на общую массу волокна, главным образом, составляет от примерно 1% масс, до примерно 20% масс, в расчете на общую массу волокна. 48. Способ по п.44, 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. 49. Способ по п.44 или п.47, в котором дополнительно удаляют избыток нанесенного аппретирующего агента посредством отжимания волокон. 50. Способ по п.44, в котором аппретирующий агент включает лецитин. 51. Способ по п.44 или п.50, в котором аппретирующий агент получен из животных или растительных источников. 52. Способ по п. 44, в котором волокна включают, по меньшей мере, одно из полиэфиров, полиамидов, полиолефинов, целлюлозного волокна, вискозного волокна, ацетатного волокна, или их комбинаций. 53. Способ по п. 44 или п.52, в котором волокна выбраны из деградирующих волокон или недеградирующих волокон, или их смесей, причем волокна имеют прямую и/или непрямую форму. 54. Способ по п. 44 или 52, 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. 55. Полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по любому из п.п. 44- 54, при этом волокно покрыто аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно- активноевещество (ПАВ) на основе фосфолипидов. |
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 низко проницаемых 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 низко проницаемых 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 - 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.
Лецитин в области нефте-,газо-добывающей промышленности применяют как эмульсификатор или анти-вспенивающий агент, в качестве добавки в буровые растворы на нефтяной основе.
Патентная заявка US2005/0037928 А1 (17.02.2005) (METHOD OF USING VISCOELASTIC VESICULAR FLUIDS TO ENHANCE PRODUCTIVITY OF FORMATIONS) описывает применение вязкоэластичной композиции, содержащей, в том числе, лецитин для усиления дебита нефтяных скважин.
Применение лецитина для нефтедобывающей промышленности известно из патента US6509301 В1 (21.01.2003) "Well treatment fluids and methods for the use thereof. В указанном документе лецитин используют как простую добавку - стабилизирующий агент в сочетании со спиртами, гликолем и водой.
Однако процедура аппретирования волокон лецитином ранее не применялась для улучшения свойств волокон в композиции для ГРП в скважинных операциях.
Лецитин, также, не применялся для аппретирования волокон и в текстильной промышленности.
Таким образом, в области техники существует потребность в улучшении свойств волокон для использования в композиции при проведении 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 амфифильное поверхностно- активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, для использования в композиции для гидроразрыва пласта.
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 больших 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 из аспектов настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта. Волокно покрыто аппретирующим агентом, который включает амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов.
В другом аспекте настоящее раскрытие содержит композицию для гидроразрыва пласта. Композиция содержит:
несущую жидкость,
проппант,
полимерные волокна, покрытые аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов.
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 амфифильные ПАВ на основе фосфолипидов.
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 амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, сушат волокно с нанесенным покрытием из указанного аппретирующего агента.
В еще одном аспекте настоящее раскрытие содержит полимерное волокно для использования в композиции для гидроразрыва пласта, полученное по способу по указанным выше аспектам, при этом волокно покрыто аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов.
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 амфифильное поверхностно- активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, 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 ощутимых энергетических и трудозатрат.
«Фосфолипиды»— амфифильные поверхностно-активные вещества, обладающие одновременно лиофильными и лиофобными свойствами. Фосфолипиды включают в себя фосфатидовую кислоту, фосфатидилхолины, фосфатидилэтаноламины, фосфатидилинозитолы, фосфатидилсерины, плазмалогены, кардиолипины. Помимо глицерофосфолипидов, аналогичными функциональными свойствами обладают диольные фосфолипиды и сфингофосфолипиды. Указанные соединения являются компонентами клеточных мембран и сопутствуют липидам (жирам).
«Лецитин» - это общий термин, обозначающий группу маслянистых веществ желто-коричневого цветов. Лецитин является смесью веществ (в основном фракций фосфатидилхолинов, фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилинозитов, фосфатидилсеринов, фосфатидилиноситолов фосфатидных кислот) с сопутствующими веществами (гликолипидами, углеводами, триацилглицеринами, свободными жирными кислотами и др.), полученная из животных или растительных источников. Лецитин может содержать фосфолипидные фракции и комбинированные с ними вещества в различных пропорциях и комбинациях. В виду того, что основой лецитина являются фосфолипиды, иногда эти термины используются как синонимы. Благодаря таком составу, лецитин можно характеризовать как амфифильный сурфактант со свойствами эмульсификации и смазки.
Доступные источники лецитина выпускаются в виде пищевой добавки (Ε322Ϊ, E322ii). Пригодными согласно настоящему раскрытию также являются фосфолипиды, полученные из таких сырьевых растительных источников, как семена и ростки сои, подсолнечника, хлопчатника, арахис, рис, кукуруза, рапс, и т.д., животных источников, таких как яичный желток, ткани животных и рыб и т.д.
Волокна, пригодные для обработки аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество на основе фософлипидов, 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, главным образом, от примерно 3 до примерно 7 мкм, длину в интервале от примерно 3 до примерно 12 мм, главным образом, от примерно 3 до примерно 6 мм. Волокна могут быть выбраны из однокомпонентных волокон, двухкомпонентных волокон или многокомпонентных волокон, или их смесей. В основном, 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 амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, проявляют улучшенные свойства уже примерно при 0,5% 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 эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равной от примерно 1% масс, в расчёте на общую массу волокон и выше. Эффект сохраняется также при более высоких массовых долях покрытия- при 3%, 10, 20%, 50% масс, и более, вплоть до 100 % масс, в расчете на общую массу волокон. Однако при значениях более 20%-50% масс, в расчете на общую массу волокон, избыток аппретирующего агента может начать смываться с поверхности волокон.
Таким образом, под термином «интервал эффективных значений покрытия» можно охарактеризовать интервал от примерно 0,5% масс, до примерно 50% масс, покрытия аппретирующего агента в расчете на общую массу волокон, главным образом, от примерно 1% масс, до 20% 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. Аппретирующий агент может быть нанесен на волокна в виде раствора или дисперсии. Фосфолипиды (лецитины) растворимы во многих органических растворителях, например, алифатических, ароматических и галогенированных углеводородах, жирных кислотах, спиртах, гидратируются с образованием водных дисперсий. В случае раствора, растворителем может служить любой пригодный неполярный или полярный органический растворитель, известный специалисту в области техники. Наиболее распространенными являются гексан, этанол, петролейный эфир, бензол, толуол и т.п. Дисперсионной средой в случае покрытия полимерного волокна дисперсией аппретирующего агента может служить вода.
Концентрацию аппретирующего агента, включающего амфифильное поверхностно-активное вещество на основе фосфолипидов, в растворе или дисперсии выбирают из интервала эффективных значений концентрации.
Под термином «интервал эффективных значений концентрации» понимаются такие значения концентрации, при которых достигается равномерное покрытие аппретирующего агента на волокнах.
Авторы решения обнаружили, что нанесение аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, на волокна в виде водной дисперсии с концентрацией от примерно 1 до примерно 500 г/л, например, от примерно 1 до примерно 100 г/л позволяет обеспечить равномерное покрытие аппретирующего агента на волокнах.
Нанесение аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, на волокна в растворе органического растворителя с концентрацией от примерно 0,1 до примерно 50 г/л, прежде всего, от примерно 1 до примерно 10 г/л, позволяет обеспечить равномерное покрытие аппретирующего агента на волокнах. Авторы решения полагают, что указанные значения подпадают под «интервал эффективных значений концентрации».
В случае нанесения водной дисперсии аппретирующего агента на волокна, при значениях концентрации ниже примерно 1 г/л может обеспечиваться недостаточно равномерное покрытие, а значения концентрации выше примерно 500 г/л не влияют на равномерность нанесенного покрытия или влияют слабо. В случае нанесения на волокна раствора аппретирующего агента в органическом растворителе, при значениях концентрации ниже примерно 0,1 г/л может обеспечиваться недостаточно равномерное покрытие, а значения концентрации выше примерно 50 г/л не влияют на равномерность нанесенного покрытия или влияют слабо.
Следует отметить, что в ходе проведения экспериментов было показано отсутствие значимого различия в эффективности волокон, обработанных аппретирующим агентом в виде раствора амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов в органических растворителях и указанным аппретирующим агентом в виде водной дисперсии амфифильного поверхностно-активного вещества (ПАВ) на основе фосфолипидов.
Средство нанесения покрытия может представлять собой валик для нанесения аппретирующего агента. Указанный валик погружают в раствор или дисперсию аппретирующего агента, при этом покрывают волокно указанным раствором или дисперсией аппретирующего агента 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 дисперсией или раствором аппретирующего агента, 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. 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 диспергируемое™ 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 промьшшенности устройства. Также нанесение покрытия аппретирующего агента на волокна можно проводить при приготовлении композиции для гидроразрьша пласта перед закачкой композиции в скважину.
Полимерные волокна, покрытые указанным выше аппретирующим агентом, могут успешно применяться в композициях для гидроразрьша 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 амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов.
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- Ю "3 Па*с до примерно 3.5· 10 "2 Па с, и, прежде всего, от 2- Ю "3 Па с до 2- Ю" 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 "1 Па- с до примерно 3 10 "1 Па .
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 амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, 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 амфифильные ПАВ на основе фосфолипидов.
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 Влияние концентрации аппретирующего агента в растворе или дисперсии, и других условий, на достижение заданного содержания конечного покрытия на волокне.
В примере проиллюстрировано влияние типа растворителя и концентрации аппретирующего агента в нем на достижение конечного содержания покрытия аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов.
В ходе эксперимента дисперсионной средой в случае покрытия полимерного волокна дисперсией аппретирующего агента служит вода. В случае раствора, растворителем может служить любой пригодный неполярный или полярный органический растворитель, известный специалисту в области техники. В данном случае результаты показаны на примере гексана, однако также проверялись и другие растворители, такие как этанол, петролейный эфир, бензол, толуол и прочее. Результаты показаны для волокон из полилактида. Однако проверялись также и другие типы волокон, как полиэфирные, так и полиамидные (нейлон-6, нейлон-6,6), полиолефиновые (полиэтилен, полипропилен), целлюлозные (включая вискозу) и прочее.
В ходе экспериментов было установлено, что изменение типа полимерного волокна не выражается в изменении конечного содержания покрытия на волокне. Применение других типов известных органических растворителей, помимо проиллюстрированного гексана, так же не оказывает влияния на качество и изменение конечного содержания покрытия из аппретирующего покрытия на волокне.
Результаты влияния концентрации дисперсии лецитина в водной среде отражены в Таблице 1 ниже, результаты влияния концентрации для раствора лецитина в гексане приведены в Таблице 2.
Таблица 1.
Содержание лецитина в водной Содержание покрытия на волокне, дисперсии, г/л масс %
0 0
1 0.5
5 3
20 10
50 20
100 30
500 50 Таблица 2.
Условия экспериментов оставались неизменными. Масса волокна - 10 г, объем раствора (дисперсии) - 100 мл, время выдерживания в растворе (дисперсии) - 1 минута, время сушки 2 часа при 60 °С.
Варьированием данных условий можно так же влиять на конечное содержание покрытия на волокне. Например, смещение условий в сторону увеличения продолжительности воздействия раствора (дисперсии) на волокно, и увеличения количества раствора относительно волокна при заданной концентрации раствора/ дисперсии лецитина, приводит к увеличению содержания покрытия на волокне. В среднем, таким образом удавалось добиться увеличения содержания покрытия на волокне в пределах 20-30% относительно базовых условий эксперимента.
Снижение тенденции закупорки каналов волокнами, содержащими покрытие из аппретирующего агента, в композиции для ГРП.
Положительный эффект применения волокон в композиции для гидроразрьша пласта (ГРП), покрытых аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, 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 не обработанные волокна, (см. Табл.3 ниже). В качестве аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фософолипидов, использовался коммерчески доступный соевый лецитин с кодом Е322 (пищевая добавка, от компании Cargill, Inc.). Лецитин Е322 был использован в виде 10% водной дисперсии и покрывал поверхность волокон из полимолочной кислоты (от компании Trevira GmbH). Геометрия волокон: диаметр 12 микрон, длина 6 мм, прямая (незакрученная) форма. Были выбраны волокна с покрытием из аппретирующего агента в количестве 3% масс, в расчете на общую массу волокон.
Чтобы оценить эффект покрытия волокон аппретирующим агентом на тенденцию суспензии волокон закупоривать проточные каналы, в качестве исходного примера была выбрана суспензия необработанных волокон в низковязкой несущей жидкости (водный раствор несшитого полимера), для которой известна тенденция к закупорке каналов пласта волокнами. Факт закупорки щелевого канала пласта определялся по трем последовательным измерениям при неизменной скорости потока и концентрации волокон.
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. Экспериментальные результаты приведены в таблице 3 и они показывают, что волокна с покрытием из аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, снижает в три раза уровень образования закупорки (по сравнению с исходными необработанными волокнами). Как показали эксперименты, расход, при котором не происходит закупорка канала пласта, для суспензии аппретированных волокон (5 колонка), примерно 200 мл/мин по сравнению с 600 мл/мин для необработанных волокон (колонки 3,4) при той же массовой концентрации волокон в суспензии.
В качестве дополнительного теста (эффект простой добавки лецитина на вязкостные характеристики несущей жидкости) проверялась суспензия волокон в низковязкой несущей жидкости, в которую добавили и размешали водную дисперсию лецитина (результаты в колонке 4 таблицы 3). Видно, что простая добавка дисперсии лецитина в низковязкий полимерный водный раствор (колонка 4) не влияет на тенденцию закупоривания щелевого канала суспензией необработанных волокон.
Это пример показывает, что покрытие волокон аппретирующим агентом, включающим амфифильное поверхностно активное вещество на основе фосфолипидов, уменьшает тенденцию к закупорке каналов при прокачке суспензии волокон через канал.
Таблица 3 : тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
Символ + в таблице означает факт закупорки щели
Символ - в таблице означает отсутствие закупорки щели.
Пример 2.
Аналогично проверялись также полиэфирные волокна (полилактидные, полиэтилентерефталатные, полибутилентерефталатные), полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), целлюлозные/вискозные волокна, полиамидные волокна (нейлон-6, нейлон -12), покрытые аппретирующим агентом (наносился в виде водной дисперсии лецитина) в количестве 0,5; 1; 3; 10; 20%, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, суспендированные в водном растворе полиакриламида (ксантановой камеди, карбоксиметилцеллюлозе и т.п.) при прокачке через щелевой канал в 1 мм шириной (Результаты приведены в Таблице
4)· В данной серии экспериментов было показано, что полимерные волокна при наличии покрытия из аппретирующего агента, включающего амфифильное поверхностно-активное вещество на основе фосфолипидов, с массовой долей покрытия от примерно 0,5 % масс, в расчете на общую массу волокон имеют снижение тенденции волокон к закупорке канала. При этом эффект проявляется при массовой доли покрытия аппретирующего агента на волокнах, равному от примерно 1% и выше. Эффект сохраняется также при более высоких массовых долях покрытия - при 20%, 50% масс, и более.
Таблица 4. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 П,1 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% в расчете на
общую на массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 П,1 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 55,6 600 66,7 полиолефиновые волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой идкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 55,6 600 66,7 полиамидные волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 600 66,7 700 77,8 целлюлозные волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Пример 3.
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (волокна из полилактида, или полигликолида, или полиэтилентерефталата, или полибутилентерефталата), или полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), или полиамидные волокна (нейлон -6 , нейлон-6,6, нейлон- 12), или целлюлозные волокна или вискозные волокна, покрытые аппретирующим агентом (наносили в виде водной дисперсии лецитина) в количестве 0,5; 1; 3; 10; 20%, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, низковязкую несущую жидкость (водный раствор полиакриламида или ксантановая камедь или карбоксиметилцеллюлоза), проппант (СагЬоРгор® 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 приведены в Таблице 5.
Таблица 5. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала при прокачивании в смеси с проппантом.
жидкости Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 10,1 600 13,4 полиолефиновые волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные полиамидные 500 4,44 600 7,7 волокна в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости 7
27
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
идкости
Необработанные целлюлозные 600 4,44 700 7,7 волокна в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Пример 4.
Готовили суспензию полиэфирных волокон (проверялись волокна из полилактида, полигликолида, полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата), или полиолефиновых волокон (полиэтилен, полипропилен), покрытых аппретирующим агентом (наносили в виде водной дисперсии лецитина) в количестве 0,3; 1; 3; 10; 20%; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в высоковязкой несущей жидкости (сшитый карбоксиметилцеллюлозный гель), без проппанта, и прокачивали через щель шириной 1 мм. Результаты см. в Таблице 6.
Таблица 6. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
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
жидкости Суспензия полиэфирных 100 ид 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 55,6 600 66,7 полиолефиновые волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные полиамидные 500 55,6 600 66,7 волокна в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости 00517
32
Необработанные целлюлозные 600 66,7 700 77,8 волокна в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(лецитин 3% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Пример 5.
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (волокна из полилактида, или полигликолида, или полиэтилентерефталата, или полибутилентерефталата), или полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), покрытые аппретирующим агентом (наносили в виде водной дисперсии лецитина) в количестве 0,5; 1; 3; 10; 20%, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, высоковязкую несущую жидкость, проппант. Композицию прокачивали через щелевой канал шириной 5 мм. Результаты приведены в Таблице 7.
Таблица 7. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
аппретирующим агентом, включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой идкости
Необработанные 500 10,1 600 13,4 полиолефиновые волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 50%) масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Необработанные полиамидные 500 4,44 600 7,7 волокна в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3%) масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в расчете на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Необработанные целлюлозные 600 4,44 700 7,7 волокна в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 4,44 300 7,7 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
3% масс, в расчете на общую
массу волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 4,44 300 7,7 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
10% масс, в расчете на общую
массу волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия целлюлозных волокон, 200 4,44 300 7,7 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
20% масс, в расчете на общую
массу волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 4,44 300 7,7 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
50% масс, в расчете на общую
массу волокон) в высоковязкой
жидкости
Пример 6.
Готовили суспензию полиэфирных волокон (проверялись указанные в предыдущих примерах полиэфирные волокна), или полиолефиновых волокон (полиэтилен, полипропилен), покрытых аппретирующим агентом (наносили в виде раствора лецитина в гексане) - в количестве 1; 3; 10; 20%, 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в низковязкой несущей жидкости (водного раствора полиакриламида), без проппанта, прокачивали композицию через щель 1 мм (Результаты см. Таблица 8).
Таблица 8 Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
волокон) в низковязкой жидкости Суспензия полиэфирных волокон, 100 1 U 200 22,2 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия 3%
масс, в расчете на общую массу
волокон) в низковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных волокон, 100 11,1 200 22,2 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
10% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных волокон, 100 11,1 200 22,2 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
20% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 55,6 600 66,7 полиолефиновые волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Необработанные полиамидные 500 55,6 600 66,7 волокна в низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия 3%
масс, в расчете на общую массу
волокон) в низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
10% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
20% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
50% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости Необработанные целлюлозные 600 66,7 700 77,8 волокна в низковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия 1%
масс, в расчете на общую массу
волокон) в низковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия 3%
масс, в расчете на общую массу
волокон) в низковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
0% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
20% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных волокон, 200 22,2 300 33,3 покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на основе
фосфолипидов (доля покрытия
50% масс, в расчете на общую
массу волокон) в низковязкой
жидкости
Пример 7.
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (проверялись указанные в предьщущих примерах полиэфирные волокна), или полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), покрытые аппретирующим агентом (наносили в виде раствора лецитина в толуоле) в количестве 1; 3; 10; 20%; 50% по массе в расчете на общую массу волокон, в геле низкой вязкости (полиакриламидный), проппант, прокачивали композицию через щель 5 мм (Результаты см. Таблица 9).
Таблица 9. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
покрытия 20% масс, в расчете на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Необработанные 500 10,1 600 13,4 полиолефиновые волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное ПАВ
на основе фосфолипидов (доля
покрытия 50% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Пример 8.
Готовили суспензию полиэфирных волокон (проверялись указанные в предыдущих примерах полиэфирные волокна), или полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), или целлюлозные/вискозные волокна, покрытые аппретирующим агентом (наносили в виде раствора лецитина в органическом растворителе (гексан) - в количестве 1 ; 3; 10; 20% по массе в расчете на общую массу волокон, в геле высокой вязкости без проппанта, щель 1 мм (Результаты см. Таблица 10).
Таблица 10. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
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, щель, см/с см/с
О) (2) (3) (4) (5)
Необработанные полиэфирные 300 33,3 400 44,4 волокна в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия полиэфирных 100 ПД 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 ИЛ 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 ПД 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия полиэфирных 100 11,1 200 22,2 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 50% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Необработанные 500 55,6 600 66,7 полиолефиновые волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные полиамидные 500 55,6 600 66,7 волокна в низковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные целлюлозные 600 66,7 700 77,8 волокна в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 3% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия целлюлозных 200 22,2 300 33,3 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе фосфолипидов
(доля покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Пример 9.
Готовили композицию для ГРП, включающую полиэфирные волокна (проверялись указанные в предыдущих примерах полиэфирные волокна) или полиолефиновые волокна (полиэтилен, полипропилен), или целлюлозные/вискозные волокна, покрытые аппретирующим агентом (наносили в виде раствора лецитина в гексане) - в количестве 1; 3; 10; 20% по массе в расчете на общую массу волокон, в высоковязкой несущей жидкости, с проппантом, прокачивали через щель 5 мм (Результаты см. Таблица 11).
Таблица 11. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала.
высоковязкой жидкости Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (лецитин
10% масс, в расчете на
общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиэфирных 100 2,22 200 5,55 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные 500 10,1 600 13,4 полиолефиновые волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиолефиновых 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные 500 4,44 600 7,7 полиамидные волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу волокон) в высоковязкой
жидкости
Суспензия полиамидных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Необработанные 600 4,44 700 7,7 целлюлозные волокна в
высоковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
высоковязкой жидкости
Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости Суспензия целлюлозных 200 4,44 300 7,7 волокон, покрытых
аппретирующим агентом,
включающим амфифильное
ПАВ на основе
фосфолипидов (доля
покрытия 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в высоковязкой
жидкости
Пример 10.
Готовили суспензию полиолефиновых волокон (полипропилен, полиэтилен), покрытых аппертирующим агентом (наносили в виде раствора лецитина в этаноле или гексане) - 4 образца, 1; 3; 10; 20% по массе, в низковязкой несущей жидкости (водный раствор полиакриламида), с проппантом, прокачивали через щель 5 мм. Результаты см в Таблице 12.
Таблица 12. Тенденция суспензии волокон к закупориванию канала
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 500 10,1 600 13,4 полиолефиновые волокна в
низковязкой жидкости
Суспензия 200 4,44 300 7,7 полиолефиновых волокон,
покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на
основе фосфолипидов (доля
покрытия 1% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости Суспензия 200 4,44 300 7,7 полиолефиновых волокон,
покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на
основе фосфолипидов
(лецитин 3% масс, в расчете
на общую массу волокон) в
низковязкой жидкости
Суспензия 200 4,44 300 7,7 полиолефиновых волокон,
покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на
основе фосфолипидов
(лецитин 10% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Суспензия 200 4,44 300 7,7 полиолефиновых волокон,
покрытых аппретирующим
агентом, включающим
амфифильное ПАВ на
основе фосфолипидов
(лецитин 20% масс, в
расчете на общую массу
волокон) в низковязкой
жидкости
Пример 11.
В данном примере со ссылкой на Фиг.1 иллюстрируется эффективность диспергирования волокон с покрытием из аппретирующего агента, включающего амфифильное ПАВ на основе фосфолипидов, в композиции для гидроразрьша пласта при прокачке через трещину 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 амфифильное поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе фосфолипидов, 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».