Хидроксиетилцелулозата (HEC) е важен водоразтворим полимер, който играе жизненоважна роля в нефтените сондажи. Като целулозно производно с уникални физични и химични свойства, HEC се използва широко в проекти за сондиране на нефтени находища и производство на нефт.
1. Основни свойства на хидроксиетилцелулозата (HEC)
Хидроксиетилцелулозата (HEC) е нейонно водоразтворимо полимерно съединение, получено чрез химическа модификация на естествена целулоза. Чрез въвеждане на хидроксиетилови групи в молекулярната структура на целулозата, HEC има силна хидрофилност, така че може да се разтвори във вода, за да образува колоиден разтвор с определен вискозитет. HEC има стабилна молекулярна структура, силна устойчивост на топлина, относително инертни химични свойства и е нетоксичен, без мирис и има добра биосъвместимост. Тези характеристики правят HEC идеална химическа добавка при нефтени сондажи.
2. Механизъм на HEC при нефтени сондажи
2.1 Регулиране на вискозитета на сондажната течност
По време на сондиране на нефт, сондажната течност (известна също като сондажна кал) е жизненоважна функционална течност, използвана главно за охлаждане и смазване на свредлото, пренасяне на отломки, стабилизиране на стената на кладенеца и предотвратяване на издухвания. HEC, като сгъстител и модификатор на реологията, може да подобри работния си ефект чрез регулиране на вискозитета и реологичните свойства на сондажната течност. След като HEC се разтвори в сондажния флуид, той образува триизмерна мрежеста структура, която значително подобрява вискозитета на сондажния флуид, като по този начин повишава капацитета за носене на пясък на сондажния флуид, гарантирайки, че изрезките могат да бъдат плавно извадени от дъното на кладенеца и предотвратяване на блокиране на кладенеца.
2.2 Стабилност на стената на кладенеца и предотвратяване на срутване на кладенец
Стабилността на стената на кладенеца е много критичен въпрос в сондажното инженерство. Поради сложността на структурата на подземния слой и разликата в налягането, генерирана по време на сондирането, стената на кладенеца често е склонна към срутване или нестабилност. Използването на HEC в сондажната течност може ефективно да подобри способността за контрол на филтрацията на сондажната течност, да намали загубата на филтрация на сондажната течност във формацията и след това да образува плътна кална торта, ефективно да запуши микропукнатините на стената на кладенеца и да предотврати стената на кладенеца да не стане нестабилна. Този ефект е от голямо значение за поддържане целостта на стената на кладенеца и предотвратяване на срутване на кладенеца, особено в образувания със силна пропускливост.
2.3 Система с ниско съдържание на твърда фаза и екологични предимства
Голямо количество твърди частици обикновено се добавят към традиционната система за сондажна течност за подобряване на вискозитета и стабилността на сондажната течност. Такива твърди частици обаче са склонни към износване на сондажното оборудване и могат да причинят замърсяване на резервоара при последващо производство на нефтени кладенци. Като ефективен сгъстител, HEC може да поддържа идеалния вискозитет и реологичните свойства на сондажната течност при условия на ниско съдържание на твърдо вещество, да намали износването на оборудването и да намали увреждането на резервоара. В допълнение, HEC има добра биоразградимост и няма да причини трайно замърсяване на околната среда. Следователно, с все по-строгите изисквания за опазване на околната среда днес, предимствата на приложението на HEC са по-очевидни.
3. Предимства на HEC при нефтени сондажи
3.1 Добра разтворимост във вода и сгъстяващ ефект
HEC, като водоразтворим полимерен материал, има добра разтворимост при различни условия на качеството на водата (като прясна вода, солена вода и др.). Това позволява на HEC да се използва в различни сложни геоложки среди, особено в среди с висока соленост, и все още може да поддържа добри показатели за сгъстяване. Неговият сгъстяващ ефект е значителен, което може ефективно да подобри реологичните свойства на сондажните течности, да намали проблема с отлагането на изрезки и да подобри ефективността на пробиване.
3.2 Отлична устойчивост на температура и сол
При дълбоко и свръхдълбоко сондиране температурата и налягането на пласта са високи и сондажната течност лесно се влияе от висока температура и високо налягане и губи първоначалната си производителност. HEC има стабилна молекулярна структура и може да поддържа своя вискозитет и реологични свойства при високи температури и налягания. В допълнение, в среда с образуване с висока соленост, HEC все още може да поддържа добър ефект на сгъстяване, за да предотврати кондензирането или дестабилизирането на сондажната течност поради йонна намеса. Поради това HEC има отлична устойчивост на температура и сол при сложни геоложки условия и се използва широко в дълбоки кладенци и трудни проекти за сондиране.
3.3 Ефективно смазване
Проблемите с триенето по време на пробиване също са важен фактор, влияещ върху ефективността на пробиване. Като един от лубрикантите в сондажната течност, HEC може значително да намали коефициента на триене между сондажните инструменти и стените на кладенеца, да намали износването на оборудването и да удължи експлоатационния живот на сондажните инструменти. Тази характеристика е особено забележима при хоризонтални кладенци, наклонени кладенци и други видове кладенци, което помага да се намали появата на повреди в сондажа и да се подобри цялостната оперативна ефективност.
4. Практическо приложение и предпазни мерки на HEC
4.1 Метод на дозиране и контрол на концентрацията
Методът на дозиране на HEC пряко влияе върху неговия ефект на дисперсия и разтваряне в сондажната течност. Обикновено HEC трябва постепенно да се добавя към сондажната течност при условия на разбъркване, за да се гарантира, че може да бъде равномерно разтворен и да се избегне агломерация. В същото време използваната концентрация на HEC трябва да бъде разумно контролирана в съответствие с условията на пласта, изискванията за ефективност на сондажната течност и т.н. Твърде високата концентрация може да доведе до твърде вискозна течност за сондиране и да повлияе на течливостта; докато твърде ниската концентрация може да не е в състояние да упражни напълно своите сгъстяващи и смазващи ефекти. Следователно, когато се използва HEC, той трябва да бъде оптимизиран и коригиран според действителните условия.
4.2 Съвместимост с други добавки
В действителните системи за сондажна течност обикновено се добавят различни химически добавки за постигане на различни функции. Следователно съвместимостта между HEC и други добавки също е фактор, който трябва да се вземе предвид. HEC показва добра съвместимост с много обичайни добавки за сондажни течности, като средства за намаляване на загубата на течност, смазочни материали, стабилизатори и т.н., но при определени условия някои добавки могат да повлияят на сгъстяващия ефект или разтворимостта на HEC. Следователно, когато се проектира формулата, е необходимо да се разгледа цялостно взаимодействието между различните добавки, за да се гарантира стабилността и постоянството на работата на сондажната течност.
4.3 Опазване на околната среда и третиране на отпадъчни течности
С все по-строгите разпоредби за опазване на околната среда екологичността на сондажните течности постепенно се обръща внимание. Като материал с добра биоразградимост, използването на HEC може ефективно да намали замърсяването на околната среда от сондажните течности. Въпреки това, след приключване на сондажа, отпадъчните течности, съдържащи HEC, все още трябва да бъдат правилно третирани, за да се избегнат неблагоприятни ефекти върху околната среда. В процеса на третиране на отпадъчни флуиди трябва да се приемат научни методи за третиране като възстановяване и разграждане на отпадъчни флуиди в комбинация с местните разпоредби за опазване на околната среда и технически изисквания, за да се гарантира, че въздействието върху околната среда е сведено до минимум.
Хидроксиетилцелулозата (HEC) играе важна роля в нефтените сондажи. Със своята отлична разтворимост във вода, сгъстяване, устойчивост на температура и сол и смазващ ефект, той осигурява надеждно решение за подобряване на ефективността на сондажните течности. При сложни геоложки условия и тежки работни среди, прилагането на HEC може ефективно да подобри ефективността на сондирането, да намали износването на оборудването и да осигури стабилност на сондажа. С непрекъснатия напредък на технологията на петролната промишленост, перспективите за приложение на HEC в нефтените сондажи ще бъдат по-широки.
Време на публикуване: 20 септември 2024 г