HEC per a la perforació de petroli

La hidroxietil cel·lulosa (HEC) s’utilitza àmpliament en molts sectors industrials per a les seves excel·lents propietats d’espessiment, suspensió, dispersió i retenció d’aigua. Especialment en el camp de petroli, HEC s’ha utilitzat en processos de perforació, finalització, treball i fracturació, principalment com a espessidor a la salmorra i en moltes altres aplicacions específiques.

HecPropietats per a l'ús de camps de petroli

(1) tolerància a la sal:

HEC té una excel·lent tolerància a la sal per als electròlits. Com que l’HEC és un material no iònic, no s’hi ionitzarà en medi d’aigua i no produirà residus de precipitació a causa de la presència d’una alta concentració de sals al sistema, donant lloc al canvi de la seva viscositat.

HEC engreixen moltes solucions electròlits monovalents i bivalents d’alta concentració, mentre que els enllaços de fibra anionica com el CMC produeixen salts d’alguns ions metàl·lics. En les aplicacions del camp de petroli, la HEC no es veu completament afectada per la duresa de l’aigua i la concentració de sal i fins i tot pot espessir líquids pesats que contenen altes concentracions de zinc i ions de calci. Només el sulfat d’alumini pot precipitar -lo. Efecte espessidor de la HEC en aigua dolça i NaCl saturat, CACL2 i ZnBr2CABR2 electròlit pesat.

Aquesta tolerància a la sal dóna l’oportunitat a HEC de tenir un paper important tant en aquest desenvolupament de camp de bé com en alta mar.

(2) Viscositat i taxa de cisalla:

L’HEC soluble en aigua es dissol en aigua calenta i freda, produint viscositat i formant plàstics falsos. La seva solució aquosa és activa en superfície i tendeix a formar escumes. La solució de HEC de viscositat mitjana i alta utilitzada en el camp de petroli general és no newtona, que mostra un alt grau de pseudoplàstic i la viscositat es veu afectada per la taxa de cisalla. A la velocitat de cisalla baixa, les molècules HEC estan disposades aleatòriament, donant lloc a embulls de cadena amb alta viscositat, cosa que millora la viscositat: a una velocitat de cisalla elevada, les molècules s’orienten amb la direcció de flux, reduint la resistència al flux i la viscositat disminueix amb l’augment de la taxa de cisalla.

Mitjançant un gran nombre d’experiments, el carbur d’unió (UCC) va concloure que el comportament reològic del fluid de perforació no és lineal i es pot expressar per la llei de poder:

Tensió de cisalla = k (velocitat de cisalla) n

On, n és la viscositat efectiva de la solució a una velocitat de cisalla baixa (1S-1).

N és inversament proporcional a la dilució de cisalla. .

En l'enginyeria de fang, K i N són útils per calcular la viscositat de líquids efectiva en condicions de baix. La companyia ha desenvolupat un conjunt de valors per a K i N quan es va utilitzar HEC (4400cps) com a component de fang de perforació (taula 2). Aquesta taula s'aplica a totes les concentracions de solucions HEC en aigua fresca i salada (0,92kg/1 NaCl). A partir d'aquesta taula, es poden trobar els valors corresponents a mitjans (100-200rpm) i baixes (15-30rpm).

Aplicació de HEC al camp de petroli

(1) Fluid de perforació

Els líquids de perforació afegits per HEC s’utilitzen habitualment en la perforació de roques dures i en situacions especials com ara el control de la pèrdua d’aigua circulant, la pèrdua excessiva d’aigua, la pressió anormal i les formacions desiguals d’esquist. Els resultats de l’aplicació també són bons en la perforació i la perforació de grans forats.

A causa de les seves propietats engrossides, de la suspensió i de la lubricació, HEC es pot utilitzar per perforar fang per refrigerar els retalls de ferro i perforar i portar plagues de tall a la superfície, millorant la capacitat de transport de roques del fang. S'ha utilitzat al camp de petroli de Shengli com a propagació de forats i transport de líquids amb un efecte notable i s'ha posat en pràctica. Al forat, quan es troba amb una taxa de cisalla molt elevada, a causa del comportament reològic únic de la HEC, la viscositat del líquid de perforació pot estar a prop de la viscositat de l’aigua. D’una banda, la taxa de perforació es millora i el bit no és fàcil d’escalfar -se, i la vida útil del bit es prolonga. D'altra banda, els forats foradats són nets i tenen una gran permeabilitat. Sobretot en l'estructura de roca dura, aquest efecte és molt evident, pot estalviar molts materials. .

Generalment es creu que la potència necessària per a la circulació de líquids de perforació a un ritme determinat depèn en gran mesura de la viscositat del fluid de perforació i que l’ús de fluid de perforació HEC pot reduir significativament la fricció hidrodinàmica, reduint així la necessitat de pressió de la bomba. Així, la sensibilitat a la pèrdua de circulació també es redueix. A més, el parell inicial es pot reduir quan el cicle es reprèn després de l’apagada.

La solució de clorur de potassi de HEC es va utilitzar com a líquid de perforació per millorar l'estabilitat del pou. La formació desigual es manté en un estat estable per alleujar els requisits de carcassa. El líquid de perforació millora encara més la capacitat de transport de la roca i limita la difusió dels talls.

HEC pot millorar l’adhesió fins i tot en solució d’electròlits. L’aigua salina que conté ions de sodi, ions de calci, ions de clorur i ions brom sovint es troba en el líquid de perforació sensible. Aquest líquid de perforació s’espesseix amb HEC, que pot mantenir la solubilitat en gel i la bona capacitat d’elevació de viscositat dins del rang de concentració de sal i ponderació dels braços humans. Pot evitar danys a la zona productora i augmentar la taxa de perforació i la producció de petroli.

L'ús de l'HEC també pot millorar molt el rendiment de la pèrdua de fluids del fang general. Millorar molt l’estabilitat del fang. Es pot afegir HEC com a additiu a una purina de bentonita salina no dispersible per reduir la pèrdua d’aigua i augmentar la viscositat sense augmentar la resistència al gel. Al mateix temps, aplicar HEC al fang de perforació pot eliminar la dispersió de l’argila i evitar el col·lapse. L’eficiència de deshidratació alenteix la taxa d’hidratació de l’esquist de fang a la paret del forat i l’efecte de cobertura de la llarga cadena d’HEC a la roca de la paret del forat reforça l’estructura de la roca i dificulta la seva hidratació i picant, donant lloc a col·lapse. En formacions d’alta permeabilitat, els additius de pèrdua d’aigua com el carbonat de calci, les resines hidrocarburs seleccionades o els grans de sal solubles d’aigua poden ser efectius, però en condicions extremes, una alta concentració de solució de remediació d’aigua (és a dir, en cada barril de solució) es pot utilitzar

HEC 1.3-3,2kg) per evitar la pèrdua d’aigua a la zona de producció.

L’HEC també es pot utilitzar com a gel de protecció no fermentable en el fang de perforació per a un tractament de pous i a alta pressió (200 pressió atmosfèrica) i mesura de la temperatura.

L’avantatge d’utilitzar HEC és que els processos de perforació i finalització poden utilitzar el mateix fang, reduir la dependència d’altres dispersants, diluents i reguladors de pH, manipulació de líquids i emmagatzematge són molt convenients.

(2.) Fluid fracturant:

En el líquid de fracturació, HEC pot aixecar la viscositat i la mateixa HEC no té cap efecte sobre la capa d’oli, no bloquejarà la glume de la fractura, pot fracturar -se bé. També té les mateixes característiques que el líquid d’esquerdament a base d’aigua, com ara una forta capacitat de suspensió de sorra i una petita resistència a la fricció. La barreja d'alcoholisme en alcohol del 0,1-2%, espessida per HEC i altres sals iodacions com el potassi, el sodi i el plom, es va injectar al pou d'oli a alta pressió per fracturar-se i el flux es va restaurar en 48 hores. Els líquids de fracturació basats en aigua elaborats amb HEC no tenen pràcticament residus després de la liquidació, especialment en formacions amb baixa permeabilitat que no es poden drenar de residus. En condicions alcalines, el complex es forma amb clorur de manganès, clorur de coure, nitrat de coure, sulfat de coure i solucions de dicromat i s’utilitza especialment per a la transport de líquids de fracturació. L’ús de l’HEC pot evitar la pèrdua de viscositat a causa de les temperatures altes del forat, la fractura de la zona de l’oli i, tot i així De manera que bàsicament no bloquejarà el camí del petroli, donant lloc a la contaminació subterrània. En termes de rendiment, és molt millor que la cola habitualment utilitzada en la fracturació, com ara l’elit de camp. Phillips petroli també va comparar la composició d’èters de cel·lulosa com la carboximetil cel·lulosa, la carboximetil hidroxietil cel·lulosa, la hidroxietil cel·lulosa, la hidroxipropil cel·lulosa i el metil cel·lulosa i va decidir que HEC era la millor solució.

Després que el fluid de fracturació amb una concentració de fluids base del 0,6% i un agent de reticulació de sulfat de coure es va utilitzar en el camp de petroli de Daqing a la Xina, es conclou que en comparació amb altres adhesions naturals, l'ús de la HEC en el líquid de fracturació té els avantatges de "1) El líquid base no és fàcil de podrir després de preparar -se i es pot col·locar durant més temps; (2) El residu és baix. I aquest últim és la clau perquè HEC s’utilitzi àmpliament en la fractura del pou de petroli a l’estranger.

(3.) Completar i treballar:

El líquid de finalització baixa de HEC impedeix que les partícules de fang bloquegin l’espai del dipòsit a mesura que s’acosta al dipòsit. Les propietats de pèrdua d’aigua també impedeixen que grans quantitats d’aigua entrin al dipòsit del fang per assegurar la capacitat productiva del dipòsit.

L’HEC redueix l’arrossegament de fang, que baixa la pressió de la bomba i redueix el consum d’energia. La seva excel·lent solubilitat de sal també garanteix que no hi hagi precipitacions a l’hora d’acidificar els pous d’oli.

En les operacions de finalització i intervenció, la viscositat de HEC s'utilitza per transferir grava. Afegir 0,5-1kg HEC per barril de líquid de treball pot transportar grava i grava des del forat, donant lloc a un forat de distribució de grava radial i longitudinal. La posterior eliminació del polímer simplifica molt el procés d’eliminació de la sortida i el líquid de finalització. En rares ocasions, les condicions del forat requereixen accions correctores per evitar que el fang torni al cap de pou durant la perforació i la pèrdua de líquids circulant i circulant. En aquest cas, es pot utilitzar una solució HEC d'alta concentració per injectar ràpidament 1,3-3,2 kg de HEC per barril de baix de l'aigua. A més, en casos extrems, es poden posar uns 23 kg de HEC a cada barril de gasoil i bombar -se per l’eix, hidratant -lo lentament a mesura que es barreja amb l’aigua de la roca al forat.

La permeabilitat dels nuclis de sorra saturats amb una solució de 500 mil·lidàries a una concentració de 0. 68 kg HEC per barril es pot restaurar a més del 90% per acidificació amb àcid clorhídric. A més, el líquid de finalització HEC que contenia carbonat de calci, que es va fer a partir de 136 ppm d’aigua de mar d’adults sòlids no filtrats, va recuperar el 98% de la velocitat de filtració original després que el pastís de filtre fos eliminat de la superfície de l’element del filtre per àcid.