HEC для бурэння нафты

Гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ) шырока выкарыстоўваецца ў многіх прамысловых сектарах дзякуючы сваім выдатным уласцівасцям згушчэння, суспензіі, дысперсіі і ўтрымання вады. Асабліва ў нафтавых радовішчах HEC выкарыстоўваўся ў працэсах бурэння, заканчвання, капітальнага рамонту і разрыву пласта, галоўным чынам у якасці загушчальніка расола, а таксама ў многіх іншых спецыфічных прымяненнях.

HECўласцівасці да выкарыстання радовішчаў нафты

(1) Устойлівасць да солі:

HEC мае выдатную солепераноснасць электралітаў. Паколькі HEC з'яўляецца неіённым матэрыялам, ён не будзе іянізавацца ў вадзяным асяроддзі і не будзе вырабляць рэшткі ападкаў з-за наяўнасці ў сістэме высокай канцэнтрацыі соляў, што прыводзіць да змены яе глейкасці.

ГЭЦ згушчае шмат аднавалентных і двухвалентных электралітаў з высокай канцэнтрацыяй, у той час як аніённыя лінкеры валокнаў, такія як КМЦ, выклікаюць высольванне іёнаў некаторых металаў. У прымяненні нафтавых радовішчаў жорсткасць вады і канцэнтрацыя солі цалкам не ўплываюць на HEC і нават могуць згушчаць цяжкія вадкасці, якія змяшчаюць высокую канцэнтрацыю іёнаў цынку і кальцыя. Толькі сульфат алюмінію можа яго абкласці. Згушчальны эфект ГЭЦ у прэснай вадзе і насычаным цяжкім электраліце ​​NaCl, CaCl2 і ZnBr2CaBr2.

Такая ўстойлівасць да солі дае HEC магчымасць гуляць важную ролю як у гэтай свідравіне, так і ў распрацоўцы марскога радовішча.

(2) Глейкасць і хуткасць зруху:

Водарастваральны HEC раствараецца як у гарачай, так і ў халоднай вадзе, ствараючы глейкасць і ўтвараючы падробленыя пластыкі. Яго водны раствор з'яўляецца павярхоўна актыўным і мае тэндэнцыю ўтвараць пену. Раствор ГЭЦ сярэдняй і высокай глейкасці, які выкарыстоўваецца ў агульных радовішчах нафты, не з'яўляецца ньютанаўскім і паказвае высокую ступень псеўдапластычнасці, а на глейкасць ўплывае хуткасць зруху. Пры нізкай хуткасці зруху малекулы ГЭЦ размяшчаюцца выпадковым чынам, што прыводзіць да звязвання ланцугоў з высокай глейкасцю, што паляпшае глейкасць: пры высокай хуткасці зруху малекулы арыентуюцца ў напрамку патоку, памяншаючы супраціў патоку, і глейкасць памяншаецца з павелічэннем хуткасці зруху.

Праз вялікую колькасць эксперыментаў кампанія Union Carbide (UCC) прыйшла да высновы, што рэалагічныя паводзіны буравога раствора нелінейныя і могуць быць выражаны ступеневым законам:

Напружанне зруху = K (хуткасць зруху)n

Дзе n - эфектыўная глейкасць раствора пры нізкай хуткасці зруху (1с-1).

N зваротна прапарцыянальны развядзенню зруху. .

У буратэхніцы k і n карысныя пры разліку эфектыўнай глейкасці вадкасці ў свідравіне. Кампанія распрацавала набор значэнняў для k і n, калі HEC (4400cps) выкарыстоўваўся ў якасці кампанента буравога раствора (табліца 2). Гэтая табліца прымяняецца да ўсіх канцэнтрацый раствораў ГЭЦ у прэснай і салёнай вадзе (0,92 кг/1 накл). З гэтай табліцы можна знайсці значэнні, якія адпавядаюць сярэдняй (100-200 абаротаў у хвіліну) і нізкай (15-30 абаротаў у хвіліну) хуткасцях зруху.

Прымяненне HEC ў нафтавых радовішчах

(1) Буравы раствор

Буравыя растворы з даданнем HEC звычайна выкарыстоўваюцца пры бурэнні цвёрдых парод і ў асаблівых сітуацыях, такіх як кантроль страт цыркулявалай вады, празмерныя страты вады, ненармальны ціск і няроўныя пласты сланцаў. Вынікі прымянення таксама добрыя пры свідраванні і свідраванні вялікіх адтулін.

Дзякуючы сваім згушчаючым, суспензійным і змазачным уласцівасцям, HEC можа быць выкарыстаны ў буравым растворы для астуджэння жалеза і буравога шлама, а таксама для вываду на паверхню рэжучых шкоднікаў, паляпшаючы несучую здольнасць буравога раствора. Ён выкарыстоўваўся на нафтавым радовішчы Шэнлі ў якасці вадкасці для расцякання і пераносу свідравіны з выдатным эфектам і быў рэалізаваны на практыцы. У свідравіне пры вельмі высокай хуткасці зруху з-за унікальных рэалагічных паводзін ГЭЦ глейкасць буравога раствора можа лакальна быць блізкай да глейкасці вады. З аднаго боку, хуткасць свідравання паляпшаецца, а свердзел няпроста нагрэць, а тэрмін службы свердзела падаўжаецца. З іншага боку, прасвідраваныя адтуліны чыстыя і маюць высокую пранікальнасць. Асабліва ў структуры цвёрдых парод, гэты эфект вельмі відавочны, можа зэканоміць шмат матэрыялаў. .

Звычайна лічыцца, што магутнасць, неабходная для цыркуляцыі свідравога раствора з зададзенай хуткасцю, у значнай ступені залежыць ад глейкасці свідравога раствора, і выкарыстанне HEC свідравога раствора можа значна паменшыць гідрадынамічнае трэнне, такім чынам памяншаючы патрэбу ў ціску помпы. Такім чынам, адчувальнасць да страты кровазвароту таксама зніжаецца. Акрамя таго, пачатковы крутоўны момант можа быць зменшаны, калі цыкл аднаўляецца пасля адключэння.

Раствор хларыду калію HEC выкарыстоўваўся ў якасці буравога раствора для паляпшэння стабільнасці ствала свідравіны. Няроўная фармацыя падтрымліваецца ў стабільным стане, каб палегчыць патрабаванні да корпуса. Буравая вадкасць дадаткова паляпшае апорную здольнасць горных парод і абмяжоўвае дыфузію шлама.

HEC можа палепшыць адгезію нават у растворы электраліта. Салёная вада, якая змяшчае іёны натрыю, іёны кальцыя, іёны хларыду і іёны брому, часта сустракаецца ў адчувальнай буравой вадкасці. Гэтая буравая вадкасць згушчаная ГЭЦ, які можа падтрымліваць растваральнасць геля і добрую здольнасць падымаць глейкасць у дыяпазоне канцэнтрацыі солі і вагі чалавечых рук. Гэта можа прадухіліць пашкоджанне зоны здабычы і павялічыць хуткасць бурэння і здабычу нафты.

Выкарыстанне HEC можа таксама значна палепшыць паказчыкі страты вадкасці ў агульнай гразі. Значна палепшыць стабільнасць гразі. ГЭЦ можа быць дададзены ў якасці дадатку да недысперсгаванай солевай бентанітавай суспензіі, каб паменшыць страты вады і павялічыць глейкасць без павелічэння трываласці геля. У той жа час нанясенне ГЭК на буравы раствор можа выдаліць дысперсію гліны і прадухіліць абвальванне свідравіны. Эфектыўнасць абязводжвання запавольвае хуткасць гідратацыі глінянага сланца на сценцы свідравіны, а эфект пакрыцця доўгага ланцуга ГЭЦ на пародзе сценкі свідравіны ўмацоўвае структуру пароды і ўскладняе гідратацыю і расколванне, што прыводзіць да калапсу. У фармацыях з высокай пранікальнасцю могуць быць эфектыўнымі дабаўкі, якія зніжаюць страты вады, такія як карбанат кальцыя, выбраныя вуглевадародныя смалы або збожжа растваральнай у вадзе солі, але ў экстрэмальных умовах высокая канцэнтрацыя раствора для ліквідацыі страт вады (г.зн. у кожнай бочцы раствора) могуць быць выкарыстаны

HEC 1,3-3,2 кг), каб прадухіліць страту вады ўглыб вытворчай зоны.

HEC таксама можна выкарыстоўваць у якасці неферментируемого ахоўнага геля ў буравым растворы для апрацоўкі свідравін і для вымярэння высокага ціску (200 атмасфернага ціску) і тэмпературы.

Перавага выкарыстання HEC заключаецца ў тым, што працэсы бурэння і заканчвання могуць выкарыстоўваць адзін і той жа буравы раствор, памяншаюць залежнасць ад іншых дысперсантаў, разбаўляльнікаў і рэгулятараў PH, апрацоўка і захоўванне вадкасці вельмі зручныя.

(2.) Вадкасць для разрыву пласта:

У вадкасці для разрыву пласта ГЭЦ можа павысіць глейкасць, а сам ГЭЦ не ўплывае на алейны пласт, не блакуе пласт разбурэння, можа добра разбурацца. Ён таксама мае тыя ж характарыстыкі, што і вадкасць для крэкінгу на воднай аснове, напрыклад, моцную здольнасць да суспензіі пяску і невялікі супраціў трэнню. 0,1-2% водна-спіртавая сумесь, згушчаная ГЭЦ і іншымі ёдаванымі солямі, такімі як калій, натрый і свінец, была запампаваная ў нафтавую свідравіну пад высокім ціскам для разрыву пласта, і паток быў адноўлены на працягу 48 гадзін. Вадкасці для разрыву пласта на воднай аснове, вырабленыя з HEC, практычна не маюць рэшткаў пасля звадкавання, асабліва ў фармацыях з нізкай пранікальнасцю, з якіх немагчыма асушыць рэшткі. У шчолачных умовах комплекс утвараецца з растворамі хларыду марганца, хларыду медзі, нітрату медзі, сульфату медзі і біхрамату і спецыяльна выкарыстоўваецца для вадкасці для разрыву пласта, якая змяшчае прапант. Выкарыстанне ГЭЦ дазваляе пазбегнуць страты глейкасці з-за высокіх тэмператур у свідравіне, разрыву нафтавай зоны, і пры гэтым дасягнуць добрых вынікаў у свідравінах, тэмпература якіх перавышае 371 C. Ва ўмовах свідравіны ГЭЦ няпроста гніць і псавацца, а астатак нізкі, так што гэта ў асноўным не будзе перакрываць шлях нафты, што прывядзе да забруджвання пад зямлёй. З пункту гледжання прадукцыйнасці ён нашмат лепш, чым звычайна выкарыстоўваны клей для ГРП, напрыклад, палявы эліт. Кампанія Phillips Petroleum таксама параўнала склад простых эфіраў цэлюлозы, такіх як карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза і метилцеллюлоза, і вырашыла, што ГЭЦ быў лепшым рашэннем.

Пасля таго, як вадкасць для разрыву пласта з канцэнтрацыяй ГЭЦ базавай вадкасці 0,6% і сшываючым агентам сульфату медзі была выкарыстана на нафтавым радовішчы Дацын у Кітаі, зроблена выснова, што ў параўнанні з іншымі прыроднымі адгезіямі выкарыстанне ГЭЦ у вадкасці для разрыву пласта мае перавагі «(1) базавая вадкасць не лёгка гніе пасля падрыхтоўкі, і можа захоўвацца на больш працяглы час; (2) астатак нізкі. І апошняе з'яўляецца ключом да таго, каб HEC шырока выкарыстоўваўся пры ГРП за мяжой.

(3.) Завяршэнне і капітальны рамонт:

Вадкасць HEC з нізкім утрыманнем цвёрдых рэчываў не дае часціцам бруду блакаваць прастору пласта, калі яны набліжаюцца да пласта. Уласцівасці страты вады таксама прадухіляюць трапленне вялікай колькасці вады ў вадасховішча з бруду, каб забяспечыць прадукцыйнасць вадасховішча.

HEC памяншае супраціў гразі, што зніжае ціск помпы і памяншае спажыванне энергіі. Яго выдатная растваральнасць солі таксама гарантуе адсутнасць ападкаў пры падкісленні нафтавых свідравін.

У аперацыях заканчвання і ўмяшання глейкасць HEC выкарыстоўваецца для пераносу жвіру. Даданне 0,5-1 кг ГЭЦ на барэль рабочай вадкасці можа пераносіць жвір і жвір са свідравіны, што прыводзіць да лепшага радыяльнага і падоўжнага размеркавання жвіру ў свідравіне. Наступнае выдаленне палімера значна спрашчае працэс выдалення вадкасці для капітальнага рамонту і заканчвання. У рэдкіх выпадках умовы ў свідравіне патрабуюць карэкціруючых дзеянняў, каб прадухіліць вяртанне бруду ў вусце свідравіны падчас бурэння і капітальнага рамонту і страты цыркулявалай вадкасці. У гэтым выпадку можна выкарыстоўваць высокаканцэнтраваны раствор ГЭЦ для хуткай запампоўкі 1,3-3,2 кг ГЭЦ на барэль вады ў свідравіне. Акрамя таго, у крайніх выпадках каля 23 кг ГЭЦ можна пакласці ў кожную бочку з дызельным паліва і запампаваць у шахту, павольна ўвільгатняючы яго, калі ён змешваецца з каменнай вадой у свідравіне.

Пранікальнасць пясчаных кернаў, насычаных растворам 500 мілідарсі пры канцэнтрацыі 0,68 кг ГЭЦ на барэль, можа быць адноўлена больш чым да 90% шляхам падкіслення салянай кіслатой. Акрамя таго, вадкасць для завяршэння канструкцыі HEC, якая змяшчае карбанат кальцыя, якая была зроблена з 136 частак на мільён нефільтраванай цвёрдай марской вады для дарослага чалавека, аднавіла 98% першапачатковай хуткасці прасочвання пасля таго, як асадак на фільтры быў выдалены кіслатой з паверхні фільтруючага элемента.