坑井處理流體用分解性纖維、其制造方法、以及坑井處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于開發(fā)石油或天然氣等控資源的坑井處理流體用分解性纖維 及其制造方法、W及使用該纖維的坑井處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油或天然氣等控資源通過含有具有多孔質(zhì)及浸透性的地下層的井（油井或氣 井。有時會統(tǒng)稱為"坑井"）開采、開發(fā)而來。隨著能源消耗的增大，坑井的高深度化日益 推進，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了深度超過9000m的挖掘記錄，在日本也已經(jīng)出現(xiàn)了超過6000m的 高深度坑井。在繼續(xù)開采的坑井中，有的地下層會隨著時間經(jīng)過而降低浸透性，甚至浸透 性原本就并不充分，為了從運些地下層中繼續(xù)有效地開采控資源，會對生產(chǎn)層進行刺激 (stimulate)，作為刺激方法，已知有酸處理和破碎方法（專利文獻1)。酸處理是將鹽酸或 氨氣酸等強酸的混合物注入生產(chǎn)層中，通過使基巖的反應(yīng)成分（碳酸鹽、粘±礦物、娃酸鹽 等）溶解來增加生產(chǎn)層的浸透性的方法，但已被指出了因使用強酸而產(chǎn)生的各種問題，而 且包括各種對策在內(nèi)還被指出存在成本增加的問題。于是，利用流體壓在生產(chǎn)層形成裂縫 (壓裂、化ac化re)的方法（也稱為"壓裂法"或"水壓破碎法"）受到了人們關(guān)注。
[0003] 水壓破碎法是利用水壓等流體壓力（W下有時會簡稱為"水壓"）在生產(chǎn)層產(chǎn)生裂 縫的方法，運種生產(chǎn)層的刺激方法，一般為先挖掘垂直坑井，接著將垂直坑井折彎，在地下 數(shù)千m的地層內(nèi)挖掘水平坑井，然后通過高壓將壓裂流體送入坑井內(nèi)，利用水壓在高深度 地下的生產(chǎn)層（產(chǎn)出石油或天然氣等控資源的層）中制造裂縫（壓裂），并通過該壓裂采集 控資源。水壓破碎法的有效性在所謂頁巖油（在頁巖中成熟的油）、頁巖氣等非常規(guī)資源的 開發(fā)中也受到了眾人關(guān)注。
[0004] 在水壓消失時，通過水壓等流體壓力形成的裂縫（壓裂）會因地層壓力立即閉塞。 為了防止裂縫（壓裂）的閉塞，會在壓裂流體（即用于壓裂的坑井處理流體）中含有支撐 劑（proppant)，并將其送入坑井內(nèi)，在裂縫（壓裂）處配置支撐劑。作為壓裂流體中含有的 支撐劑，可使用無機或有機材料，但考慮到可在盡量長的時間、高溫高壓的高深度地下的環(huán) 境內(nèi)防止壓裂閉塞的觀點，W往會使用二氧化娃、氧化侶等無機物粒子，通常使用砂粒、例 如20/40目的砂粒等。 陽0化]為了從生產(chǎn)層開采（生產(chǎn)）控資源，必須在為了防止裂縫（壓裂）閉塞而配置的 支撐劑中形成用來通過控資源的間隙，并確保透水性。支撐劑的透水性（間隙）是會對從 生產(chǎn)層開采控資源時的生產(chǎn)效率產(chǎn)生重大影響的要素。
[0006] 作為壓裂流體等的坑井處理流體，可使用各種類型的水基、油基W及乳濁液。由于 要求坑井處理流體具有可將支撐劑搬運至在坑井內(nèi)產(chǎn)生壓裂的位置的功能，所W通常在要 求其具有規(guī)定的粘度并且支撐劑的分散性良好的同時，還要求其后處理容易、環(huán)境負荷小 等。因此，坑井處理流體中，除了支撐劑W外，還會使用膠凝劑、阻垢劑、用于溶解巖石等的 酸、W及摩擦改進劑等各種添加劑。例如，進行壓裂的流體組成可使用水90~95質(zhì)量％、 20/40目的砂粒（支撐劑）5~9質(zhì)量％、W及添加劑0.5~I質(zhì)量％左右的組成。
[0007] 從坑井處理流體后處理的容易性W及減輕環(huán)境負荷的觀點考慮，在坑井處理流體 中配混分解性材料為眾所周知。例如，在專利文獻2中公開了在壓裂流體中含有由分解性 材料構(gòu)成的固體粒子的方法，作為由分解性材料構(gòu)成的固體粒子的形狀，可列舉球體、桿 狀、板狀體、帶狀物、W及纖維等。對于纖維，除玻璃、陶瓷、碳、金屬W及合金外，還可列舉有 樹脂纖維。
[000引專利文獻3和4中，公開了一種在粘性載液中含有分解性纖維和支撐劑的漿狀坑 井處理流體W及注入該漿料的坑井處理方法。并且，在專利文獻3和4中，作為分解性纖維 記載了一種由乳酸和乙醇酸的聚合物或共聚物、或者乳酸和乙醇酸與其他徑基、簇酸或徑 基簇酸含有成分的共聚物等構(gòu)成的纖維，具體而言記載有一種纖度為0. 1~20旦尼爾、纖 維長為2~25mm的分解性纖維。
[0009] 專利文獻3和4中公開的分解性纖維可在將含有支撐劑的坑井處理流體移送到進 行壓裂等坑井刺激的位置的期間內(nèi)，防止支撐劑在粘性載液中出現(xiàn)沉降，并且在壓裂等坑 井刺激后，會被分解除去。但是，隨著坑井處理流體的移送距離的增大（即生產(chǎn)層的高深度 化），要求對坑井處理流體中含有的支撐劑的沉降抑制效果進行進一步改良。
[0010] 隨著能源資源確保和環(huán)境保護等要求的提高，特別是在非常規(guī)資源的開采日益擴 大的背景下，開采條件越來越嚴(yán)格，作為壓裂流體、水泥灌漿流體、臨時填堵流體W及完井 流體等坑井處理流體中含有的坑井處理流體用分解性纖維，要求一種分解性纖維，其中支 撐劑在坑井處理流體中的沉降抑制效果優(yōu)異，并且具有水解性和生物降解性，從而能夠改 善壓裂等坑井刺激效果。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 陽〇1引專利文獻
[0013] 專利文獻1 :日本專利特表2003-533619號公報（對應(yīng)美國專利第6849582號說 明書）
[0014] 專利文獻2 :美國專利第7581590號說明書
[0015] 專利文獻3 :美國專利第7833950號說明書
[0016] 專利文獻4 :美國專利第7380601號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 要解決的技術(shù)問題
[0018] 本發(fā)明的課題的第1方面為提供一種坑井處理流體用分解性纖維，其中支撐劑在 坑井處理流體中的沉降抑制效果優(yōu)異，并且具有水解性和生物降解性，從而能夠改善壓裂 等坑井刺激效果。并且，本發(fā)明的課題的另一方面提供一種所述坑井處理流體用分解性纖 維的制造方法，W及使用含有該坑井處理流體用分解性纖維的坑井處理流體的坑井處理方 法。
[0019] 技術(shù)方案
[0020] 本發(fā)明者等為解決所述課題反復(fù)深入研究后發(fā)現(xiàn)，支撐劑的沉降抑制效果受到坑 井處理流體用分解性纖維自身在坑井處理流體中的分散性的影響。因此，本發(fā)明者等為改 善坑井處理流體用分解性纖維自身在坑井處理流體中的分散性，進一步研究后發(fā)現(xiàn)，特別 設(shè)置形成纖維的外表面的樹脂中的寡聚體成分量和纖維的雙折射，可解決改善分解性纖維 的分散性運一課題，并完成了本發(fā)明。
[0021] 也就是說，根據(jù)本發(fā)明的第1方面，提供W下（1)所述的坑井處理流體用分解性纖 維：
[0022] (1) 一種坑井處理流體用分解性纖維，其特征在于，其由會在控資源回收用處理流 體中分解的樹脂形成，
[0023] 形成纖維的外表面的樹脂中的寡聚體成分量為1質(zhì)量％^下，并且雙折射為0. 02 社。
[0024] 此外，作為本發(fā)明的第1方面的具體方式，提供W下似~（5)所述的坑井處理流 體用分解性纖維：
[0025] (2)如所述（1)的坑井處理流體用分解性纖維，其特征在于，其在控資源回收用處 理流體中W單絲狀態(tài)進行分散；
[0026] (3)如所述（1)或（2)所述的坑井處理流體用分解性纖維，其特征在于，纖度為 0. 1~20de，并且纖維長為0. 3~IOOmm;
[0027] (4)如所述（1)~做中任一項所述的坑井處理流體用分解性纖維，其特征在于， 其為復(fù)合纖維；
[00測 妨如所述（1)~（4)中任一項所述的坑井處理流體用分解性纖維，其特征在于， 會在控資源回收用處理流體中分解的樹脂含有脂肪族聚醋。
[0029] 并且，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供W下（A);
[0030] (A) -種坑井處理流體用分解性纖維的制造方法，其特征在于，具有紡紗工序和拉 伸工序，且為所述（1)~巧）中任一項所述的坑井處理流體用分解性纖維的制造方法，該 坑井處理流體用分解性纖維由會在控資源回收用處理流體中分解的樹脂形成，形成纖維的 外表面的樹脂中的寡聚體成分量為1質(zhì)量％ ^下，并且雙折射為0. 02W上，形成在紡紗工 序中獲得的未拉伸絲的外表面的樹脂中的寡聚體成分量為1質(zhì)量％ ^下，并且在拉伸工序 中，熱處理前的拉伸絲的雙折射為0. 02W上。
[0031] 并且還根據(jù)本發(fā)明的其他另一方面，提供W下（I);
[0032] (I) 一種坑井處理方法，其特征在于，使用含有坑井處理流體用分解性纖維和支 撐劑的坑井處理流體，該坑井處理流體用分解性纖維由會在控資源回收用處理流體中分解 的樹脂形成，形成纖維的外表面的樹脂中的寡聚體成分量為1質(zhì)量％ ^下，并且雙折射為 0. 02W上。
[0033] 作為本發(fā)明的其他另一方面的具體方式，提供W下（II)~（V):
[0034] (II)如所述（I)的坑井處理方法，其使用含有坑井處理流體用分解性纖維和支撐 劑的坑井處理流體，該坑井處理流體用分解性纖維在控資源回收用處理流體中W單絲狀態(tài) 分散；
[0035] (III)如所述（I)或（II)的坑井處理方法，其使用含有坑井處理流體用分解性纖 維和支撐劑的坑井處理流體，該坑井處理流體用分解性纖維的纖度為0. 1~20de且纖維長 為 0. 3~IOOmm;
[0036] (IV)如所述（I)~（III)中任一項所述的坑井處理方法，其使用含有坑井處理流 體用分解性纖維和支撐劑的坑井處理流體，該坑井處理流體用分解性纖維為復(fù)合纖維；
[0037] (V)如所述（I)~（IV)中任一項所述的坑井處理方法，其使用含有坑井處理流體 用分解性纖維和支撐劑的坑井處理流體，其中會在控資源回收用處理流體中分解的樹脂含 有脂肪族聚醋。 陽0測有益效果
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的第1方面，由于坑井處理流體用分解性纖維的特征在于，其由會在 控資源回收用處理流體中分解的樹脂形成，并且形成纖維的外表面的樹脂中的寡聚體成分 量為1質(zhì)量％W下且雙折射為0. 02W上，所W支撐劑的沉降抑制效果優(yōu)異，并且水解性和 生物降解性優(yōu)異，因此可獲得W下效果，即能夠提供可改善壓裂等坑井刺激效果的坑井處 理流體用分解性纖維。
[0040] 此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，由于坑井處理流體用分解性纖維的制造方法的特 征在于，具有紡紗工序和拉伸工序，并且形成在紡紗工序中獲得的未拉伸絲的外表面的樹 脂中的寡聚體成分量為1質(zhì)量％^下，并且在拉伸工序中，熱處理前的拉伸絲的雙折射為 0. 02W上，所W支撐劑的沉降抑制