La hidroxietilcel·lulosa (HEC) és un polímer soluble en aigua important que juga un paper vital en la perforació de petroli. Com a derivat de la cel·lulosa amb propietats físiques i químiques úniques, HEC s'utilitza àmpliament en projectes de perforació i producció de petroli.
1. Propietats bàsiques de la hidroxietilcel·lulosa (HEC)
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) és un compost polimèric no iònic soluble en aigua obtingut per modificació química de la cel·lulosa natural. En introduir grups hidroxietils a l'estructura molecular de la cel·lulosa, l'HEC té una forta hidrofilicitat, de manera que es pot dissoldre en aigua per formar una solució col·loïdal amb una certa viscositat. L'HEC té una estructura molecular estable, una forta resistència a la calor, propietats químiques relativament inerts i no és tòxic, inodor i té una bona biocompatibilitat. Aquestes característiques fan d'HEC un additiu químic ideal en la perforació de petroli.
2. Mecanisme d'HEC en la perforació de petroli
2.1 Regulació de la viscositat del fluid de perforació
Durant la perforació de petroli, el fluid de perforació (també conegut com a fang de perforació) és un líquid funcional vital, que s'utilitza principalment per refredar i lubricar la broca, portar retalls, estabilitzar la paret del pou i evitar esclats. L'HEC, com a espessidor i modificador de la reologia, pot millorar el seu efecte de treball ajustant la viscositat i les propietats reològiques del fluid de perforació. Després que l'HEC es dissol al fluid de perforació, forma una estructura de xarxa tridimensional, que millora significativament la viscositat del fluid de perforació, millorant així la capacitat de transport de sorra del fluid de perforació, assegurant que els talls es puguin treure sense problemes del fluid de perforació. fons del pou i evitant l'obstrucció del pou.
2.2 Estabilitat de la paret del pou i prevenció del col·lapse del pou
L'estabilitat de la paret del pou és un tema molt crític en l'enginyeria de perforació. A causa de la complexitat de l'estructura de l'estrat subterrani i de la diferència de pressió generada durant la perforació, la paret del pou sovint és propensa a col·lapse o inestabilitat. L'ús d'HEC en el fluid de perforació pot millorar eficaçment la capacitat de control de filtració del fluid de perforació, reduir la pèrdua de filtració del fluid de perforació a la formació i, a continuació, formar un pastís de fang dens, tapar eficaçment les microesquerdes de la paret del pou i evitar paret del pou no esdevingui inestable. Aquest efecte és de gran importància per mantenir la integritat de la paret del pou i prevenir el col·lapse del pou, especialment en formacions amb una forta permeabilitat.
2.3 Sistema de fase sòlida baixa i avantatges ambientals
Normalment s'afegeix una gran quantitat de partícules sòlides al sistema de fluids de perforació tradicional per millorar la viscositat i l'estabilitat del fluid de perforació. No obstant això, aquestes partícules sòlides són propenses a desgastar-se en els equips de perforació i poden causar contaminació dels dipòsits en la producció de pous de petroli posterior. Com a espessidor eficient, HEC pot mantenir la viscositat ideal i les propietats reològiques del fluid de perforació en condicions de baix contingut de sòlids, reduir el desgast de l'equip i reduir els danys al dipòsit. A més, l'HEC té una bona biodegradabilitat i no provocarà una contaminació duradora al medi ambient. Per tant, amb els requisits de protecció ambiental cada cop més estrictes actuals, els avantatges d'aplicació d'HEC són més evidents.
3. Avantatges de l'HEC en la perforació de petroli
3.1 Bona solubilitat en aigua i efecte espessidor
L'HEC, com a material polimèric soluble en aigua, té una bona solubilitat en diferents condicions de qualitat de l'aigua (com ara aigua dolça, aigua salada, etc.). Això permet que l'HEC s'utilitzi en una varietat d'entorns geològics complexos, especialment en entorns d'alta salinitat, i encara pot mantenir un bon rendiment d'engrossiment. El seu efecte espessidor és important, cosa que pot millorar eficaçment les propietats reològiques dels fluids de perforació, reduir el problema de la deposició d'esqueixos i millorar l'eficiència de la perforació.
3.2 Excel·lent resistència a la temperatura i a la sal
En la perforació de pous profunds i ultraprofunds, la temperatura i la pressió de formació són elevades, i el fluid de perforació es veu fàcilment afectat per l'alta temperatura i l'alta pressió i perd el seu rendiment original. L'HEC té una estructura molecular estable i pot mantenir la seva viscositat i propietats reològiques a altes temperatures i pressions. A més, en entorns de formació d'alta salinitat, HEC encara pot mantenir un bon efecte d'espessiment per evitar que el fluid de perforació es condensi o es desestabilitzi a causa de la interferència iònica. Per tant, HEC té una excel·lent resistència a la temperatura i la sal en condicions geològiques complexes i s'utilitza àmpliament en pous profunds i projectes de perforació difícils.
3.3 Rendiment eficient de lubricació
Els problemes de fricció durant la perforació també són un factor important que afecta l'eficiència de la perforació. Com un dels lubricants del fluid de perforació, HEC pot reduir significativament el coeficient de fricció entre les eines de perforació i les parets del pou, reduir el desgast de l'equip i allargar la vida útil de les eines de perforació. Aquesta característica és especialment destacada en pous horitzontals, pous inclinats i altres tipus de pous, cosa que ajuda a reduir l'aparició de fallades de fons de pou i millorar l'eficiència operativa general.
4. Aplicació pràctica i precaucions de l'HEC
4.1 Mètode de dosificació i control de la concentració
El mètode de dosificació d'HEC afecta directament el seu efecte de dispersió i dissolució en el fluid de perforació. Normalment, l'HEC s'ha d'afegir gradualment al fluid de perforació en condicions d'agitació per garantir que es pugui dissoldre uniformement i evitar l'aglomeració. Al mateix temps, la concentració d'ús d'HEC s'ha de controlar raonablement segons les condicions de formació, els requisits de rendiment del fluid de perforació, etc. Una concentració massa alta pot provocar que el fluid de perforació sigui massa viscós i afecti la fluïdesa; mentre que una concentració massa baixa pot no ser capaç d'exercir completament els seus efectes espessidors i lubricants. Per tant, quan s'utilitza HEC, s'ha d'optimitzar i ajustar segons les condicions reals.
4.2 Compatibilitat amb altres additius
En els sistemes de fluids de perforació reals, normalment s'afegeixen diversos additius químics per aconseguir diferents funcions. Per tant, la compatibilitat entre HEC i altres additius també és un factor que cal tenir en compte. L'HEC mostra una bona compatibilitat amb molts additius de fluids de perforació habituals, com ara reductors de pèrdues de fluids, lubricants, estabilitzadors, etc., però en determinades condicions, alguns additius poden afectar l'efecte espessidor o la solubilitat d'HEC. Per tant, a l'hora de dissenyar la fórmula, cal considerar exhaustivament la interacció entre diversos additius per garantir l'estabilitat i la consistència del rendiment del fluid de perforació.
4.3 Protecció del medi ambient i tractament de fluids residuals
Amb les normatives de protecció del medi ambient cada cop més estrictes, la compatibilitat amb el medi ambient dels fluids de perforació ha rebut atenció gradualment. Com a material amb bona biodegradabilitat, l'ús d'HEC pot reduir eficaçment la contaminació dels fluids de perforació al medi ambient. Tanmateix, un cop finalitzada la perforació, els fluids residuals que contenen HEC encara s'han de tractar adequadament per evitar efectes adversos sobre el medi ambient. En el procés de tractament de fluids residuals, s'han d'adoptar mètodes científics de tractament, com ara la recuperació i degradació de fluids residuals, en combinació amb les normatives locals de protecció del medi ambient i els requisits tècnics per garantir que es minimitzi l'impacte sobre el medi ambient.
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) té un paper important en la perforació de petroli. Amb la seva excel·lent solubilitat en aigua, espessiment, resistència a la temperatura i a la sal i efecte de lubricació, proporciona una solució fiable per millorar el rendiment dels fluids de perforació. En condicions geològiques complexes i entorns operatius durs, l'aplicació d'HEC pot millorar eficaçment l'eficiència de la perforació, reduir el desgast de l'equip i garantir l'estabilitat del pou. Amb l'avenç continu de la tecnologia de la indústria petroliera, les perspectives d'aplicació d'HEC en la perforació de petroli seran més àmplies.
Hora de publicació: 20-set-2024