HEC per l'Oil Drilling

L'idrossietilcellulosa (HEC) hè largamente usata in parechji settori industriali per e so eccellenti proprietà di ispessimentu, sospensjoni, dispersione è ritenzione d'acqua. In particulare in u campu di u petroliu, HEC hè stata aduprata in i prucessi di perforazione, cumpleta, workover è fratturazione, principalmente cum'è addensante in salamoia, è in parechje altre applicazioni specifiche.

HECproprietà à l'usu di i campi petroliferi

(1) Tolleranza di u sali:

HEC hà una excelente toleranza di u sali per l'elettroliti. Siccomu HEC hè un materiale non ionicu, ùn serà micca ionizatu in u mediu di l'acqua è ùn pruducerà micca residui di precipitazione per a presenza di alta concentrazione di sali in u sistema, risultatu in u cambiamentu di a so viscosità.

L'HEC addensa parechje soluzioni d'elettroliti monovalenti è bivalenti d'alta concentrazione, mentre chì i ligatori di fibra anionica, cum'è CMC, producenu salatura da alcuni ioni metallici. In l'applicazioni petrolifere, HEC ùn hè micca affettatu da a durezza di l'acqua è a cuncentrazione di u sali è pò ancu addensà i fluidi pesanti chì cuntenenu alta concentrazione di ioni di zincu è calciu. Solu sulfate d'aluminiu pò precipitate. Effettu di ispessimentu di HEC in acqua fresca è NaCl saturatu, CaCl2 è ZnBr2CaBr2 elettroliti pisanti.

Questa tolleranza di u sali dà à HEC l'uppurtunità di ghjucà un rolu impurtante in u sviluppu di u pozzu è di u campu offshore.

(2) Viscosità è velocità di cisura:

L'HEC solubile in acqua si dissolve in acqua calda è fredda, pruducendu viscosità è furmendu plastichi falsi. A so suluzione aquosa hè superficia attiva è tende à furmà spuma. A suluzione di HEC di viscosità media è alta usata in u campu di petroliu generale ùn hè micca Newtonian, chì mostra un altu gradu di pseudoplastic, è a viscosità hè affettata da u tassu di taglio. À u tassu di tagliu bassu, e molécule HEC sò disposti aleatoriamente, risultatu in grovigli di catene cù una viscosità alta, chì migliurà a viscosità: à una velocità di taglio elevata, e molécule sò orientate cù a direzzione di u flussu, riducendu a resistenza à u flussu, è a viscosità diminuisce cù l'aumentu di a velocità di taglio.

Per mezu di un gran numaru di esperimenti, Union Carbide (UCC) hà cunclusu chì u cumpurtamentu reologicu di u fluidu di perforazione ùn hè micca lineare è pò esse spressione da a lege di putenza:

Tensione di taglio = K (velocità di taglio) n

Induve, n hè a viscosità efficace di a suluzione à un tassu di cisura bassu (1s-1).

N è inversamente proporzionale alla diluizione di taglio. .

In l'ingegneria di u fangu, k è n sò utili à u calculu di a viscosità di u fluidu efficace in e cundizioni di fondu. A cumpagnia hà sviluppatu un inseme di valori per k è n quandu HEC (4400cps) hè stata utilizata cum'è cumpunente di fangu di perforazione (tavula 2). Questa tabella si applica à tutte e cuncentrazioni di suluzione HEC in acqua dolce è salata (0,92 kg/1 nacL). Da questa tavula, i valori chì currispondenu à i tassi di cisura media (100-200rpm) è bassu (15-30rpm) ponu esse truvati.

Applicazione di HEC in u campu di petroliu

(1) Fluido di perforazione

I fluidi di perforazione aghjuntu di HEC sò cumunimenti usati in a perforazione di roccia dura è in situazioni speciali, cum'è u cuntrollu di a perdita di l'acqua in circulazione, a perdita eccessiva d'acqua, a pressione anormale è a furmazione di scisto irregolari. I risultati di l'applicazione sò ancu boni in a perforazione è a perforazione di grandi buchi.

A causa di u so thickening, sospensjoni è proprietà lubrication, HEC pò ièssiri usatu in drilling fangu à rinfriscà ferru è drilling cuttings, è purtate pesti taglio à a superficia, migliurà a capacità di roccia purtata di u fangu. Hè stata aduprata in u giacimentu petroliferu di Shengli cum'è un foru di sparghjera è purtendu fluidu cù un effettu notevuli è hè statu messu in pratica. In u pozzo, quandu si scontra à un tassu di cisura assai altu, per via di u cumpurtamentu reologicu unicu di HEC, a viscosità di u fluidu di perforazione pò esse vicinu à a viscosità di l'acqua. Da una banda, u ritmu di perforazione hè migliuratu, è u bit ùn hè micca faciule di scaldà, è a vita di serviziu di u bit hè prolongata. Per d 'altra banda, i buchi perforati sò puliti è anu una alta permeabilità. In particulare in struttura di roccia dura, stu effettu hè assai evidenti, pò salvà assai materiali. .

Hè generalmente crede chì a putenza necessaria per a circulazione di u fluidu di perforazione à un ritmu determinatu hè largamente dipendente da a viscosità di u fluidu di perforazione, è l'usu di u fluidu di perforazione HEC pò riduce significativamente l'attrito idrodinamicu, riducendu cusì a necessità di pressione di pompa. Cusì, a sensibilità à a perdita di circulazione hè ancu ridutta. Inoltre, u torque di partenza pò esse ridutta quandu u ciculu riprende dopu à l'arrestu.

A suluzione di cloruru di potassiu di HEC hè stata aduprata cum'è fluidu di perforazione per migliurà a stabilità di u pozzu. A furmazione irregolare hè tenuta in un statu stabile per facilità i requisiti di casing. U fluidu di perforazione migliurà ancu a capacità di trasportu di roccia è limita a diffusione di cuttings.

HEC pò migliurà l'aderenza ancu in a suluzione elettrolitica. L'acqua salina chì cuntene ioni di sodiu, ioni di calcium, ioni di cloruri è ioni di bromu hè spessu scontru in u fluidu di perforazione sensitivu. Stu fluidu di perforazione hè addensatu cù HEC, chì pò mantene a solubilità di u gel è una bona capacità di elevazione di viscosità in a gamma di cuncentrazione di sali è ponderazione di l'armi umani. Pò prevene i danni à a zona di pruduzzione è aumentà a rata di perforazione è a produzzione di oliu.

Utilizà HEC pò ancu migliurà assai u rendiment di perdita di fluidu di u fangu generale. Migliurà assai a stabilità di u fangu. HEC pò esse aghjuntu cum'è additivu à una slurry di bentonite salina non dispersibile per riduce a perdita d'acqua è aumentà a viscosità senza aumentà a forza di gel. À u listessu tempu, l'applicazione di HEC à u fangu di perforazione pò caccià a dispersione di argilla è impedisce u colapsu di u pozzu. L'efficienza di disidratazione rallenta u tassu di idratazione di u fangu di scisto nantu à u muru di u foru, è l'effettu di copertura di a longa catena di HEC nantu à a roccia di u muru di u foru rinforza a struttura di a roccia è rende difficiule d'idratà è di spalling, risultatu in colapsu. In furmazioni d'alta permeabilità, additivi di perdita d'acqua, cum'è carbonate di calcium, resine d'idrocarburi selezziunate o grani di sali solubili in acqua pò esse efficace, ma in cundizioni estremi, una alta cuncintrazione di suluzione di rimediu di perdita d'acqua (ie, in ogni barile di suluzione) pò esse usatu

HEC 1.3-3.2kg) per prevene a perdita d'acqua in a zona di pruduzzione.

HEC pò ancu esse usatu cum'è un gel protettivu micca fermentabile in u fangu di perforazione per u trattamentu di pozzu è per a pressione alta (pressione atmosferica 200) è a misurazione di a temperatura.

U vantaghju di l'usu di HEC hè chì i prucessi di perforazione è cumpleta ponu aduprà u stessu fangu, riduce a dipendenza da altri dispersanti, diluenti è regulatori di PH, manipolazione di liquidi è almacenamiento sò assai convenienti.

(2.) Fluido di frattura:

In u fluidu di frattura, HEC pò elevà a viscosità, è HEC stessu ùn hà micca effettu nantu à a capa d'oliu, ùn bluccà micca a glume di frattura, pò frattura bè. Hà ancu e stesse caratteristiche cum'è u fluidu di cracking basatu à l'acqua, cum'è una forte capacità di sospensjoni di sabbia è una piccula resistenza à l'attrito. A mistura 0,1-2% d'acqua-alcohol, addensata da HEC è altri sali iodati cum'è potasio, sodiu è piombo, hè stata injectata in u pozzu d'oliu à alta pressione per a frattura, è u flussu hè stata restaurata in 48 ore. I fluidi di frattura à l'acqua fatti cù HEC ùn anu praticamenti micca residuu dopu a liquefaction, soprattuttu in formazioni cù bassa permeabilità chì ùn pò micca esse drenatu di residu. In cundizioni alkaline, u cumplessu hè furmatu cù clorur di manganese, clorur di ramu, nitrate di ramu, sulfatu di ramu è suluzioni dicromate, è hè aduprata in particulare per u proppant chì porta fluidi di frattura. L'usu di HEC pò evitari a perdita di viscosità per via di alta temperatura di u funziunamentu, fratturazione di a zona di l'oliu, è ancu ottene boni risultati in Wells più altu di 371 C. In e cundizioni di u funnu, HEC ùn hè micca faciule per putreri è deteriorate, è u residu hè bassu. per quessa, ùn hà micca bluccatu u percorsu di l'oliu, risultatu in a contaminazione sotterranea. In quantu à u funziunamentu, hè assai megliu cà a cola comunmente utilizata in frattura, cum'è l'elite di u campu. Phillips Petroleum hà paragunatu ancu a cumpusizioni di eteri di cellulosa cum'è carboxymethyl cellulosa, carboxymethyl hydroxyethyl cellulosa, hydroxyethyl cellulosa, hydroxypropyl cellulosa è metil cellulosa, è hà decisu chì HEC era a megliu suluzione.

Dopu chì u fluidu di frattura cù 0.6% di concentrazione di fluidu HEC di basa è l'agente di reticulazione di sulfate di cobre hè statu utilizatu in u giacimentu petroliferu di Daqing in Cina, hè cunclusu chì paragunatu cù altre adesioni naturali, l'usu di HEC in u fluidu di frattura hà i vantaghji di "(1) u U fluidu di basa ùn hè micca faciule per pudendu dopu esse preparatu, è pò esse postu per un tempu più longu; (2) u residu hè bassu. È l'ultima hè a chjave per HEC per esse largamente utilizata in a frattura di pozzi di petroliu à l'esteru.

(3.) Cumplementu è travagliu:

U fluidu di cumplimentu bassu solidu di HEC impedisce à e particelle di fangu di bluccà u spaziu di u reservoir quandu si avvicina à u reservoir. E proprietà di perdita d'acqua impediscenu ancu di grande quantità d'acqua di entre in u reservoir da u fangu per assicurà a capacità produtiva di u reservoir.

HEC riduce a resistenza di fangu, chì abbassa a pressione di a pompa è riduce u cunsumu di energia. U so eccellenti solubiltà di u sali assicura ancu chì ùn ci hè micca precipitazione quandu l'acidizing Wells d'oliu.

In l'operazioni di cumpleta è intervenzione, a viscosità di HEC hè aduprata per trasfirià a grava. Aghjunghjendu 0,5-1 kg HEC per barile di fluidu di travagliu pò purtà ghiaia è ghiaia da u foru di u foru, risultatu in una distribuzione di ghiaia radiale è longitudinale megliu. L'eliminazione successiva di u polimeru simplificà assai u prucessu di sguassà u fluidu di travagliu è cumpletu. In rari occasioni, e cundizioni di u pozzu necessitanu azzione currettiva per impediscenu u fangu di vultà à a testa di pozzu durante a perforazione è u travagliu è a perdita di fluidu circulante. In questu casu, una suluzione HEC d'alta cuncentrazione pò esse aduprata per injectà rapidamente 1,3-3,2 kg di HEC per barile d'acqua in fondu. Inoltre, in casi estremi, circa 23 kg di HEC ponu esse messi in ogni barile di diesel è pumped down the shaft, idratendu lentamente mentre si mischia cù l'acqua di roccia in u burcu.

A permeabilità di i nuclei di sabbia saturatu cù a suluzione 500 millidarcy à una cuncentrazione di 0. 68 kg HEC per barile pò esse restituita à più di 90% per acidificazione cù l'acidu clorhidric. Inoltre, u fluidu di cumpletu HEC chì cuntene carbonate di calcium, chì hè stata fatta da 136ppm d'acqua di mare adulta solida senza filtrazione, hà recuperatu u 98% di a tarifa di filtrazione originale dopu chì a torta di filtru hè stata eliminata da a superficia di l'elementu di filtru da l'acidu.