本发明专利技术属于页岩气井压裂增产技术领域，具体涉及一种纳米涂层纤维活性水压裂液。本发明专利技术要解决的技术问题是提供一种具有防膨、降阻和高携砂性的综合作用的压裂液体系，有利于页岩气藏的压裂改造施工。本发明专利技术的技术方案一种纳米涂层纤维活性水压裂液，它由防膨剂、降阻剂、纳米涂层纤维及水配制而成。本发明专利技术还提供了纳米涂层纤维活性水压裂液的配制方法。本发明专利技术的压裂液具有防膨降阻作用，提高了压裂液的携砂性能，并且改变了沉降方式，减慢了支撑剂的沉降速率；有效降低滤失率，对页岩储层的伤害率低。其配置工艺简单易行，对页岩储层伤害小，易返排。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于页岩气井压裂增产
，具体涉及一种纳米涂层纤维活性水压裂液。本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有防膨、降阻和高携砂性的综合作用的压裂液体系，有利于页岩气藏的压裂改造施工。本专利技术的技术方案一种纳米涂层纤维活性水压裂液，它由防膨剂、降阻剂、纳米涂层纤维及水配制而成。本专利技术还提供了纳米涂层纤维活性水压裂液的配制方法。本专利技术的压裂液具有防膨降阻作用，提高了压裂液的携砂性能，并且改变了沉降方式，减慢了支撑剂的沉降速率；有效降低滤失率，对页岩储层的伤害率低。其配置工艺简单易行，对页岩储层伤害小，易返排。【专利说明】纳米涂层纤维活性水压裂液
本专利技术属于页岩气井压裂增产
，具体涉及一种页岩气井压裂施工用的具 有防膨、降阻和携砂性能优越的纳米涂层纤维活性水压裂液。
技术介绍
根据北美和国内的页岩气井水力压裂经验，在压裂施工过程中，液体用量最大的 是活性水，其它的液体包括清洁压裂液、纤维压裂液等也有一定的应用。选择活性水液体体 系而不是常用的交联压裂液，主要是为了降低页岩储层伤害，增加压裂缝网的复杂程度和 改造体积，尽可能的提高页岩气井的产量。活性水压裂液体系主要有以下优点：（1)减少聚 合物对裂缝的伤害。使用的交联冻胶压裂液中一般有20ppt?40ppt的聚合物；而活性水 中加入的降阻剂的含量仅0. 25gpt?0. 5gpt ; (2)降低施工费用。活性水压裂施工需要很 少量添加剂，并且对返排液经过简单过滤处理后，即可回收再利用；（3)比常规交联冻胶压 裂施工更容易形成复杂的裂缝形态。在应力状态和岩石结构都满足形成复杂裂缝形态时， 低粘度液体和更高施工排量有利于形成复杂裂缝形态；(4)相对简单的施工组织和实施， 对大规模施工尤其重要。 常用的活性水压裂液一般由清水、防膨剂（常用氯化钾）和助排剂（通常是表面 活性剂的复配物，油田常用助排剂有D-60和HP-8等）按一定比例配制而成，该活性水压裂 液在压裂施工时表现出以下缺陷：（1)摩阻高，限制了施工排量，进而限制了施工规模，影 响压裂效果；（2)携砂性能差，往往不能很好的支撑裂缝，达不到预期的压裂效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有防膨、降阻和高携砂性的综合作用的压 裂液体系，有利于页岩气藏的压裂改造施工。 本专利技术的技术方案一种纳米涂层纤维活性水压裂液，其制备原料各成份的质量 百分比如下：防膨剂1%?2%，降阻剂0.02?0. 06%，纳米涂层纤维0. 05%?0. 1%，水 97. 84%?98. 93% ;所述的防膨剂为氯化钾、氯化铵、三氯化铝、氯化锆、季铵盐、甲酰胺阳 离子表面活性剂或甲酰胺阳离子聚合物；所述的降阻剂为丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、腺醛树 月旨、石膏、水玻璃或炭素粉；所述的纳米涂层纤维为聚合物/无机离子纳米复合纤维、聚合 物/碳纳米管复合纤维或聚合物/层状填料复合纤维。 优选的，所述的防膨剂为氯化钾。 优选的，所述的降阻剂为聚丙烯酰胺。 具体的，将阴离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺配制为质量百分比1.0%? 2.0 %的水溶液。 优选的，所述纳米涂层纤维的纤维表面和端面颗粒以40nm?50nm均匀分散。 优选的，所述纳米涂层纤维的长度为0. 3cm?0. 6cm。 优选的，所述的纳米涂层纤维为聚合物/蒙脱土纳米复合纤维或聚合物/石墨纳 米复合纤维。 优选的，所述聚合物/蒙脱土纳米复合纤维的制备方法如下： 将蒙脱土水溶液与十六烷基三甲基氯化铵在硅烷偶联剂作用下反应，得到有机蒙 脱土；将所述有机蒙脱土与聚丙烯共混挤出，得到粒料；将所述粒料经纺丝，得到聚合物/ 蒙脱土纳米复合纤维。 优选的，所述蒙脱土为2 : 1型层状结晶体。 优选的，所述蒙脱土水溶液的质量百分浓度为8?15%。 更优选的，所述蒙脱土水溶液的质量百分浓度为10?12%。 优选的，将蒙脱土水溶液搅拌升温至70?90°C后，再依次添加十六烷基三甲基氯 化铵水溶液和硅烷偶联剂，所述蒙脱土水溶液与十六烷基三甲基氯化铵反应的时间为2? 4小时。 具体的，有机蒙脱土与聚丙烯的质量比为1 : 7?15。 优选的，有机蒙脱土与聚丙烯的质量比为1 : 9?10。 具体的，所述共混挤出的温度为180?220°C。 优选的，选用纺丝机进行纺丝。 具体的，使用熔体纺丝机进行纺丝，调整1区?7区纺丝温度定为160°C?210°C， 泵速为14r/min?24r/min，卷绕速度为250m/min?1000m/min，使纺丝处于稳态，经牵伸 后卷曲成丝。 在制备聚合物/蒙脱土纳米复合纤维的过程中，以熔融插层法使聚丙烯与蒙脱土 熔融共混形成纳米纤维复合材料，蒙脱土起到增强和结晶成核的作用，使纤维具有优良的 热稳定性、表面活性及抗降解性能。 首先蒙脱土水溶液与十六烷基三甲基氯化铵在硅烷偶联剂作用下反应，得到有机 蒙脱土。得到有机蒙脱土后，将所述有机蒙脱土与聚丙烯共混挤出，得到粒料。得到粒料后， 将其进行纺丝即可得到聚合物/蒙脱土纳米复合纤维。本专利技术对于纺丝的装置没有特殊限 制，选用本领域技术人员熟知的纺丝机即可，优选使用熔体纺丝机进行纺丝。 本专利技术还提供了纳米涂层纤维活性水压裂液的配制方法采用如下步骤： 按照如下质量百分比准备原料：防膨剂1%?2%，降阻剂0. 02?0. 06%，纳米涂 层纤维0. 05%?0. 1%，水97. 84%?98. 93%，加入清水中，搅拌15?20min，使其防膨剂、 降阻剂完全溶解，纤维分散均匀，配制成纳米涂层纤维活性水压裂液；所述的防膨剂为氯化 钾、氯化铵、三氯化铝、氯化锆、季铵盐、甲酰胺阳离子表面活性剂或甲酰胺阳离子聚合物； 所述的降阻剂为丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、腺醛树脂、石膏、水玻璃或炭素粉；所述的纳米涂层 纤维为聚合物/蒙脱土纳米复合纤维。 氯化钾是重要的防膨剂。钾离子的直径（0. 266nm)与粘土表面由六个氧原子围成 的内切直径0. 28nm的空间相匹配，使它容易进入此空间而不易从此间释出，有效地减少粘 土表面的负电性。合适浓度的KCl氯化钾可提供充分的阳离子浓度进行离子交换，压缩使 粘土表面的扩散双电层，防止粘土膨胀、分散、运移。普遍认为，水基压裂液中加入2 %的氯 化钾可以暂时控制粘土膨胀。 降阻剂在水基压裂液中降阻的原理是抑制紊流。水中加入少量高分子直链聚合物 (聚丙烯酰胺）能减轻和减少液流中的漩涡和涡流，因而抑制紊流，降低摩阻。 本专利技术的有益效果： (1)具有防膨作用，其防膨效果与常用的活性水压裂液相同； (2)具有降阻作用，其降阻率是常用活性水压裂液的50%?80% ; (3)由于纳米涂层纤维均匀分散在压裂液中，能够形成纤维网络，因此提高了压裂 液的携砂性能，并且改变了沉降方式，减慢了支撑剂的沉降速率；其次，所述纳米涂层纤维 与防膨剂和降阻剂相互配合作用形成的压裂液还可以与支撑剂形成空间网络，有效预防支 撑剂回流；同时纳米纤维可以封堵不同尺寸的微裂缝，有效降低滤失率，对页岩储层的伤害 率低； (4)配置工艺简单易行，对页岩储层伤害小，易返排。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
纳米涂层纤维活性水压裂液，其特征在于：其制备原料各成份的质量百分比如下：防膨剂1％～2％，降阻剂0.02～0.06％，纳米涂层纤维0.05％～0.1％，水97.84％～98.93％；所述的防膨剂为氯化钾、氯化铵、三氯化铝、氯化锆、季铵盐、甲酰胺阳离子表面活性剂或甲酰胺阳离子聚合物；所述的降阻剂为丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、腺醛树脂、石膏、水玻璃或炭素粉；所述的纳米涂层纤维为聚合物/蒙脱土纳米复合纤维。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张烨，程礼军，张劲，陆朝晖，张健强，潘林华，张义，
申请(专利权)人：重庆地质矿产研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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