[发明专利]一种PVA纤维及其制备方法和在返排压裂液处理中的用途

说明书

一种PVA纤维，由聚合度为1000～2500，醇解度为95～99.9(mol)%的聚乙烯醇制得，其醛化度η为2～35%(mol/mol)，制得的PVA纤维单纤线密度1～5dtex，干断裂强度≥4.0cN/dtex。本发明用于处理返排压裂液，可以有效除去返排压裂液中的憎水组分、各种漂浮物及金属等杂质，从而有利于油气田返排压裂液的净化、回用，从而节约水资源，降低油气田压裂技术对环境的破坏和污染；而且本发明PVA纤维是可降解的无毒产品，用于油气田返排压裂液的处理不会造成新的环境污染。本发明制备方法简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及PVA(聚乙烯醇)纤维，具体涉及一种PVA纤维及其制备方法和在返排压裂液处理中的用途。

背景技术

我国低渗透油气资源量巨大，占已探明总储量的70％以上，是我国未来增储上产的主要潜力工区。这类油气资源具有三低的特点，即探明率低，自然投产率低，采收率低。目前压裂作业是在油田三次采油中使油气井增产的主要措施之一，在各油田均有广泛应用。

压裂液经压裂作业后返排至地面的残余液体称为压裂返排液，压裂返排液约占注入压裂液总量的60％～80％。压裂返排液除含有大量的胍胶、甲醛及各种添加剂外，还在返排过程中带入原油、岩石、土壤、废弃钻井液等各种杂质，具有污染物浓度高、成分复杂、污染源分散、排放量大等特点，如不经妥善处理直接外排，会对周边环境造成极大危害。

目前对油气田压裂返排液的处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法、生物法、固体填埋法等。论文“两级氧化法处理油田压裂返排液”[朱凌岳等，化工环保，2013，33(3)]提到，用次氯酸钠作一级氧化剂，再分别采用次氯酸钙、过氧化氢和高锰酸钾进行二级氧化处理，返排压裂液中COD去除率可达80％左右。论文“页岩气压裂返排液对环境的影响及思考”(付茜等，油气田环境保护，2015，6)论述了页岩气开采中返排压裂液的主要类型和特点，提出开展页岩气压裂返排液处理回收重复利用技术攻关，减少水资源消耗量和废水产生量等观点。中国专利CN201320809805 A公开了一种撬装式采用滤芯过滤器处理油气井产出水的装置，设计了旋转除沙器、网式过滤器、滤芯过滤器等部件，其滤芯过滤器采用PE、PA、陶瓷等材料，可以过滤返排压裂液中的金属毛刺。尽管国内外同行做了很多努力，但是返排压裂液存在较强的酸碱性和腐蚀性能，现有的返排压裂液处理技术对憎水组分、漂浮物及金属总体效率较低，很多还会造成新的污染。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的第一方面，本发明的目的在于提供一种PVA纤维。

本发明所述百分比在无特殊说明的情形下均为质量百分比。

本发明的目的是通过如下技术措施实现：

一种PVA纤维，其特征在于，所述PVA纤维的醛化度η为2～35％(mol/mol)。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维PVA纤维单纤线密度1～5dtex，干断裂强度≥4.0cN/dtex。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维由聚合度为1000～2500，醇解度为95～99.9(mol)％的聚乙烯醇纺丝制得。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维纺丝过后进行了缩醛化处理。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维缩醛化处理的醛化液中包含戊二醛。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维缩醛化处理的醛化液中还包含有甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、乙二醛、苯甲醛、己二醛、丙二醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛、邻苯二甲醛中的一种或几种组合。

根据本发明的一个实施方案，上述PVA纤维缩醛化处理的醛化液中包含戊二醛和甲醛，其中戊二醛与甲醛的摩尔比为2～3：2～6。