HEC للتنقيب عن النفط

يستخدم هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC) على نطاق واسع في العديد من القطاعات الصناعية لخصائصه الممتازة في السماكة والتعليق والتشتت واحتباس الماء. خاصة في مجال النفط، تم استخدام HEC في عمليات الحفر والإكمال والإصلاح والتكسير، بشكل أساسي كمكثف في الماء الملحي، وفي العديد من التطبيقات المحددة الأخرى.

اللجنة العليا للانتخاباتخصائص استغلال حقول النفط

(1) تحمل الملح:

تتمتع HEC بقدرة ممتازة على تحمل الملح للإلكتروليتات. وبما أن HEC مادة غير أيونية، فلن تتأين في وسط مائي ولن تنتج بقايا هطول بسبب وجود تركيز عالٍ من الأملاح في النظام، مما يؤدي إلى تغير لزوجتها.

تعمل HEC على زيادة سماكة العديد من محاليل الإلكتروليت أحادية التكافؤ وثنائية التكافؤ عالية التركيز، بينما تنتج روابط الألياف الأنيونية مثل CMC تمليحًا من بعض الأيونات المعدنية. في تطبيقات حقول النفط، لا يتأثر HEC تمامًا بعسر الماء وتركيز الملح ويمكنه حتى زيادة كثافة السوائل الثقيلة التي تحتوي على تركيزات عالية من أيونات الزنك والكالسيوم. فقط كبريتات الألومنيوم يمكن أن تترسب. تأثير سماكة HEC في المياه العذبة والكهارل الثقيل المشبع NaCl وCaCl2 وZnBr2CaBr2.

وهذا التحمل للملوحة يمنح HEC الفرصة للعب دور مهم في تطوير الحقول البحرية والبئرية.

(2) اللزوجة ومعدل القص:

يذوب HEC القابل للذوبان في الماء في كل من الماء الساخن والبارد، مما ينتج اللزوجة ويشكل مواد بلاستيكية مزيفة. محلوله المائي نشط سطحيًا ويميل إلى تكوين رغاوي. محلول اللزوجة المتوسطة والعالية HEC المستخدم في حقول النفط العامة هو محلول غير نيوتوني، ويظهر درجة عالية من اللدونة الكاذبة، وتتأثر اللزوجة بمعدل القص. عند معدل القص المنخفض، يتم ترتيب جزيئات HEC بشكل عشوائي، مما يؤدي إلى تشابكات متسلسلة ذات لزوجة عالية، مما يحسن اللزوجة: عند معدل القص المرتفع، تصبح الجزيئات موجهة مع اتجاه التدفق، مما يقلل من مقاومة التدفق، وتنخفض اللزوجة مع زيادة معدل القص.

من خلال عدد كبير من التجارب، خلصت يونيون كاربايد (UCC) إلى أن السلوك الريولوجي لمائع الحفر غير خطي ويمكن التعبير عنه بقانون الطاقة:

إجهاد القص = K (معدل القص) ن

حيث n هي اللزوجة الفعالة للمحلول بمعدل قص منخفض (1s-1).

N يتناسب عكسيا مع تخفيف القص. .

في هندسة الطين، تكون k وn مفيدة عند حساب لزوجة السائل الفعالة في ظل ظروف قاع البئر. قامت الشركة بتطوير مجموعة من القيم لـ k وn عندما تم استخدام HEC(4400cps) كمكون لطين الحفر (الجدول 2). ينطبق هذا الجدول على جميع تركيزات محاليل HEC في المياه العذبة والمالحة (0.92 كجم/1 كلوريد الصوديوم). من هذا الجدول، يمكن العثور على القيم المقابلة لمعدلات القص المتوسطة (100-200 دورة في الدقيقة) والمنخفضة (15-30 دورة في الدقيقة).

تطبيق HEC في مجال النفط

(1) سائل الحفر

وأضافت HEC أن سوائل الحفر تستخدم بشكل شائع في حفر الصخور الصلبة وفي حالات خاصة مثل التحكم في فقدان الماء المتداول، وفقدان الماء المفرط، والضغط غير الطبيعي، والتكوينات الصخرية غير المستوية. نتائج التطبيق جيدة أيضًا في الحفر وحفر الثقوب الكبيرة.

نظرًا لخصائص التسميك والتعليق والتشحيم، يمكن استخدام HEC في طين الحفر لتبريد قطع الحديد والحفر، وجلب آفات القطع إلى السطح، مما يحسن قدرة تحمل الصخور للطين. لقد تم استخدامه في حقل نفط Shengli كنشر في البئر ونقل السوائل بتأثير ملحوظ وتم وضعه موضع التنفيذ. في قاع البئر، عند مواجهة معدل قص مرتفع جدًا، نظرًا للسلوك الريولوجي الفريد لـ HEC، يمكن أن تكون لزوجة مائع الحفر قريبة محليًا من لزوجة الماء. من ناحية، تم تحسين معدل الحفر، وليس من السهل تسخين لقمة الحفر، وتم إطالة عمر خدمة لقمة الحفر. ومن ناحية أخرى، فإن الثقوب المحفورة نظيفة ولها نفاذية عالية. هذا التأثير واضح جدًا، خاصة في الهياكل الصخرية الصلبة، ويمكن أن يوفر الكثير من المواد. .

من المعتقد عمومًا أن الطاقة المطلوبة لتدوير مائع الحفر بمعدل معين تعتمد إلى حد كبير على لزوجة مائع الحفر، كما أن استخدام مائع الحفر HEC يمكن أن يقلل بشكل كبير من الاحتكاك الهيدروديناميكي، وبالتالي يقلل الحاجة إلى ضغط المضخة. وبالتالي، يتم أيضًا تقليل الحساسية لفقدان الدورة الدموية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تقليل عزم الدوران عند استئناف الدورة بعد إيقاف التشغيل.

تم استخدام محلول كلوريد البوتاسيوم الخاص بشركة HEC كسائل حفر لتحسين استقرار حفرة البئر. يتم الاحتفاظ بالتشكيل غير المستوي في حالة مستقرة لتسهيل متطلبات الغلاف. يعمل سائل الحفر أيضًا على تحسين القدرة على حمل الصخور ويحد من انتشار القطع.

يمكن لـ HEC تحسين الالتصاق حتى في محلول الإلكتروليت. غالبًا ما يتم العثور على المياه المالحة التي تحتوي على أيونات الصوديوم وأيونات الكالسيوم وأيونات الكلوريد وأيونات البروم في مائع الحفر الحساس. يتم تثخين سائل الحفر هذا باستخدام HEC، والذي يمكنه الحفاظ على قابلية ذوبان الجل وقدرة رفع اللزوجة الجيدة ضمن نطاق تركيز الملح ووزن الأذرع البشرية. يمكن أن يمنع الضرر لمنطقة الإنتاج ويزيد من معدل الحفر وإنتاج النفط.

يمكن أن يؤدي استخدام HEC أيضًا إلى تحسين أداء فقدان السوائل في الطين العام بشكل كبير. تحسين استقرار الطين بشكل كبير. يمكن إضافة HEC كمادة مضافة إلى ملاط ​​البنتونيت الملحي غير القابل للتشتت لتقليل فقد الماء وزيادة اللزوجة دون زيادة قوة الجل. وفي الوقت نفسه، فإن تطبيق HEC على طين الحفر يمكن أن يزيل تشتت الطين ويمنع انهيار البئر. تعمل كفاءة الجفاف على إبطاء معدل ترطيب الصخر الطيني على جدار البئر، كما أن تأثير التغطية لسلسلة طويلة من HEC على صخور جدار البئر يقوي البنية الصخرية ويجعل من الصعب ترطيبها وتشظيها، مما يؤدي إلى الانهيار. في التكوينات عالية النفاذية، قد تكون إضافات فقدان الماء مثل كربونات الكالسيوم أو راتنجات الهيدروكربون المختارة أو حبيبات الملح القابلة للذوبان في الماء فعالة، ولكن في الظروف القاسية، قد يكون التركيز العالي من محلول معالجة فقدان الماء (أي في كل برميل من المحلول) يمكن استخدامها

HEC 1.3-3.2kg) لمنع فقدان الماء في عمق منطقة الإنتاج.

يمكن أيضًا استخدام HEC كجل وقائي غير قابل للتخمر في طين الحفر لمعالجة الآبار والضغط العالي (200 ضغط جوي) وقياس درجة الحرارة.

وتتمثل ميزة استخدام HEC في أن عمليات الحفر والإكمال يمكن أن تستخدم نفس الطين، مما يقلل الاعتماد على المشتتات والمخففات ومنظمات PH الأخرى، كما أن معالجة السوائل وتخزينها مريحة للغاية.

(2.) تكسير السوائل:

في سائل التكسير، يمكن لـ HEC رفع اللزوجة، وليس لـ HEC نفسه أي تأثير على طبقة الزيت، ولن يمنع صمغ الكسر، ويمكن أن ينكسر جيدًا. كما أنه يتمتع بنفس خصائص سائل التكسير المائي، مثل قدرة تعليق الرمل القوية ومقاومة الاحتكاك الصغيرة. تم حقن خليط الماء والكحول بنسبة 0.1-2%، والمكثف بواسطة HEC والأملاح المعالجة باليود الأخرى مثل البوتاسيوم والصوديوم والرصاص، في بئر النفط عند ضغط مرتفع للتكسير، وتم استعادة التدفق خلال 48 ساعة. ليس لسوائل التكسير ذات الأساس المائي المصنوعة من HEC أي بقايا تقريبًا بعد التميع، خاصة في التكوينات ذات النفاذية المنخفضة التي لا يمكن تصريفها من البقايا. في ظل الظروف القلوية، يتكون المجمع من كلوريد المنغنيز، وكلوريد النحاس، ونترات النحاس، وكبريتات النحاس، ومحاليل ثنائي كرومات، ويستخدم خصيصًا لمواد التكسير الداعمة. يمكن أن يؤدي استخدام HEC إلى تجنب فقدان اللزوجة بسبب ارتفاع درجات الحرارة في قاع البئر، وتكسير منطقة النفط، ومع ذلك يحقق نتائج جيدة في الآبار التي تزيد درجة حرارتها عن 371 درجة مئوية. وفي ظروف قاع البئر، ليس من السهل أن تتعفن HEC وتتدهور، وتكون البقايا منخفضة، لذلك فهو في الأساس لن يعيق مسار النفط، مما يؤدي إلى التلوث تحت الأرض. من حيث الأداء، فهو أفضل بكثير من الغراء الشائع الاستخدام في التكسير، مثل النخبة الميدانية. قامت شركة فيليبس بتروليوم أيضًا بمقارنة تركيبة إثيرات السليلوز مثل كربوكسي ميثيل السليلوز، وكربوكسي ميثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز، وهيدروكسي إيثيل السليلوز، وهيدروكسي بروبيل السليلوز، وميثيل السليلوز، وقررت أن HEC هو الحل الأفضل.

بعد استخدام مائع التكسير مع تركيز HEC للسائل الأساسي بنسبة 0.6% وعامل الارتباط المتشابك لكبريتات النحاس في حقل نفط داتشينغ في الصين، تم التوصل إلى أنه بالمقارنة مع الالتصاقات الطبيعية الأخرى، فإن استخدام HEC في مائع التكسير له مزايا "(1) ليس من السهل أن يتعفن السائل الأساسي بعد تحضيره، ويمكن وضعه لفترة أطول؛ (2) البقايا منخفضة. والأخير هو المفتاح لاستخدام HEC على نطاق واسع في تكسير آبار النفط في الخارج.

(3.) الإكمال والصيانة:

يمنع سائل الإكمال منخفض الصلابة الخاص بـ HEC جزيئات الطين من سد مساحة الخزان عند اقترابه من الخزان. كما أن خصائص فقدان الماء تمنع دخول كميات كبيرة من الماء إلى الخزان من الطين لضمان القدرة الإنتاجية للخزان.

تعمل تقنية HEC على تقليل سحب الطين، مما يقلل من ضغط المضخة ويقلل من استهلاك الطاقة. وتضمن قابليته الممتازة للذوبان في الملح أيضًا عدم هطول الأمطار عند تحميض آبار النفط.

في عمليات الإنجاز والتدخل تستخدم لزوجة HEC في نقل الحصى. يمكن أن تؤدي إضافة 0.5-1 كجم من HEC لكل برميل من سائل العمل إلى حمل الحصى والحصى من البئر، مما يؤدي إلى توزيع أفضل للحصى شعاعيًا وطوليًا في قاع البئر. تعمل الإزالة اللاحقة للبوليمر على تبسيط عملية إزالة سائل الصيانة والإكمال إلى حد كبير. في حالات نادرة، تتطلب ظروف قاع البئر إجراءات تصحيحية لمنع عودة الطين إلى رأس البئر أثناء الحفر وصيانة الآبار وفقدان السوائل المتداولة. في هذه الحالة، يمكن استخدام محلول HEC عالي التركيز لحقن 1.3-3.2 كجم من HEC بسرعة لكل برميل من الماء في قاع البئر. بالإضافة إلى ذلك، في الحالات القصوى، يمكن وضع حوالي 23 كجم من مادة HEC في كل برميل من الديزل وضخها إلى أسفل العمود، مما يؤدي إلى ترطيبها ببطء أثناء امتزاجها بالمياه الصخرية في الحفرة.

يمكن استعادة نفاذية نوى الرمل المشبعة بمحلول 500 ميليدارسي بتركيز 0.68 كجم HEC لكل برميل إلى أكثر من 90% عن طريق التحميض بحمض الهيدروكلوريك. بالإضافة إلى ذلك، استعاد مائع إكمال HEC المحتوي على كربونات الكالسيوم، والذي تم تصنيعه من 136 جزء في المليون من مياه البحر الصلبة البالغة غير المرشحة، 98% من معدل التسرب الأصلي بعد إزالة عجينة المرشح من سطح عنصر المرشح بواسطة الحمض.