HEC for olieboring

Hydroxyethylcellulose (HEC) er meget udbredt i mange industrisektorer på grund af dets fremragende egenskaber med fortykkelse, suspension, dispersion og vandretention. Især i oliefeltet er HEC blevet brugt i bore-, færdiggørelses-, overhalings- og fraktureringsprocesser, hovedsageligt som fortykningsmiddel i saltlage og i mange andre specifikke anvendelser.

HECegenskaber til brugen af ​​oliefelter

(1) Salttolerance:

HEC har fremragende salttolerance over for elektrolytter. Da HEC er et ikke-ionisk materiale, vil det ikke blive ioniseret i vandmedium og vil ikke producere udfældningsrester på grund af tilstedeværelsen af ​​høj koncentration af salte i systemet, hvilket resulterer i ændring af dets viskositet.

HEC fortykker mange monovalente og bivalente elektrolytopløsninger med høj koncentration, mens anioniske fiberlinkere såsom CMC producerer udsaltning af nogle metalioner. I oliefeltsapplikationer er HEC fuldstændig upåvirket af vandhårdhed og saltkoncentration og kan endda fortykke tunge væsker, der indeholder høje koncentrationer af zink og calciumioner. Kun aluminiumsulfat kan udfælde det. Fortykkelseseffekt af HEC i ferskvand og mættet NaCl, CaCl2 og ZnBr2CaBr2 tung elektrolyt.

Denne salttolerance giver HEC mulighed for at spille en vigtig rolle i både denne brønd og offshore feltudvikling.

(2) Viskositet og forskydningshastighed:

Vandopløseligt HEC opløses i både varmt og koldt vand, hvilket giver viskositet og danner falsk plast. Dens vandige opløsning er overfladeaktiv og har tendens til at danne skum. Opløsningen af ​​HEC med middel og høj viskositet, der anvendes i almindelige oliefelter, er ikke-newtonsk, viser en høj grad af pseudoplastisk, og viskositeten påvirkes af forskydningshastigheden. Ved lav forskydningshastighed er HEC-molekyler tilfældigt arrangeret, hvilket resulterer i kædesammenfiltringer med høj viskositet, hvilket forbedrer viskositeten: ved høj forskydningshastighed bliver molekylerne orienteret med strømningsretningen, hvilket reducerer modstanden mod strømning, og viskositeten falder med stigningen i forskydningshastigheden.

Gennem et stort antal eksperimenter konkluderede Union Carbide (UCC), at borevæskens rheologiske opførsel er ikke-lineær og kan udtrykkes ved magtlov:

Forskydningsspænding = K (forskydningshastighed)n

Hvor n er den effektive viskositet af opløsningen ved en lav forskydningshastighed (1s-1).

N er omvendt proportional med forskydningsfortynding. .

I mudderteknik er k og n nyttige ved beregning af effektiv fluidviskositet under borehulsbetingelser. Virksomheden har udviklet et sæt værdier for k og n, når HEC(4400cps) blev brugt som boremudderkomponent (tabel 2). Denne tabel gælder for alle koncentrationer af HEC-opløsninger i fersk- og saltvand (0,92 kg/1 nacL). Fra denne tabel kan værdierne svarende til medium (100-200 rpm) og lave (15-30 rpm) forskydningshastigheder findes.

Anvendelse af HEC i oliefelt

(1) Borevæske

HEC-tilsatte borevæsker bruges almindeligvis i hårde klippeboringer og i særlige situationer såsom kontrol med cirkulerende vandtab, for stort vandtab, unormalt tryk og ujævne skiferformationer. Påføringsresultaterne er også gode ved boring og boring af store huller.

På grund af dets fortykkelses-, suspensions- og smøreegenskaber kan HEC bruges i boremudder til at afkøle jern og borespåner og bringe skærende skadedyr til overfladen, hvilket forbedrer mudderets stenbæreevne. Det er blevet brugt i Shengli oliefelt som borehulsspredning og transport af væske med bemærkelsesværdig effekt og er blevet brugt i praksis. I borehullet, når man støder på meget høj forskydningshastighed, på grund af HEC's unikke rheologiske opførsel, kan borevæskens viskositet lokalt være tæt på vandets viskositet. På den ene side er borehastigheden forbedret, og boret er ikke let at varme op, og borets levetid forlænges. På den anden side er de borede huller rene og har høj permeabilitet. Især i hård rock struktur er denne effekt meget indlysende, kan spare en masse materialer. .

Det antages generelt, at den kraft, der kræves til borevæskecirkulation ved en given hastighed, i høj grad afhænger af borevæskens viskositet, og brugen af ​​HEC-borevæske kan reducere hydrodynamisk friktion betydeligt og dermed reducere behovet for pumpetryk. Således er følsomheden over for cirkulationstab også reduceret. Derudover kan startmomentet reduceres, når cyklussen genoptages efter nedlukning.

HEC's kaliumchloridopløsning blev brugt som en borevæske for at forbedre borehullets stabilitet. Den ujævne formation holdes i en stabil tilstand for at lette foringskravene. Borevæsken forbedrer yderligere stenbæreevne og begrænser spredningsdiffusion.

HEC kan forbedre vedhæftningen selv i elektrolytopløsning. Saltvand indeholdende natriumioner, calciumioner, chloridioner og bromioner støder man ofte på i den følsomme borevæske. Denne borevæske er fortykket med HEC, som kan holde gelopløselighed og god viskositetsløfteevne inden for området for saltkoncentration og vægtning af menneskelige arme. Det kan forhindre skader på den producerende zone og øge borehastigheden og olieproduktionen.

Brug af HEC kan også i høj grad forbedre væsketabets ydeevne af almindeligt mudder. I høj grad forbedre stabiliteten af ​​mudder. HEC kan tilsættes som et additiv til en ikke-dispergerbar bentonitopslæmning med saltvand for at reducere vandtab og øge viskositeten uden at øge gelstyrken. Samtidig kan anvendelse af HEC på boremudder fjerne spredningen af ​​ler og forhindre brøndkollaps. Dehydreringseffektiviteten sænker hydreringshastigheden af ​​mudderskifer på borehulsvæggen, og den dækkende effekt af lang kæde af HEC på borehulsvægsten styrker klippestrukturen og gør det vanskeligt at blive hydreret og spartling, hvilket resulterer i kollaps. I formationer med høj permeabilitet kan vandtabsadditiver såsom calciumcarbonat, udvalgte carbonhydridharpikser eller vandopløselige saltkorn være effektive, men under ekstreme forhold kan en høj koncentration af vandtabsopløsning (dvs. i hver tønde opløsning) kan bruges

HEC 1,3-3,2 kg) for at forhindre vandtab dybt ind i produktionszonen.

HEC kan også bruges som en ikke-fermenterbar beskyttelsesgel i boremudder til brøndbehandling og til højtryk (200 atmosfærisk tryk) og temperaturmåling.

Fordelen ved at bruge HEC er, at bore- og færdiggørelsesprocesser kan bruge det samme mudder, reducere afhængigheden af ​​andre dispergeringsmidler, fortyndingsmidler og PH-regulatorer, væskehåndtering og opbevaring er meget praktisk.

(2.) Brudvæske:

I fraktureringsvæsken kan HEC løfte viskositeten, og HEC i sig selv har ingen effekt på olielaget, vil ikke blokere brudlimen, kan revne godt. Det har også de samme egenskaber som vandbaseret krakningsvæske, såsom stærk sandsuspensionsevne og lille friktionsmodstand. 0,1-2% vand-alkoholblandingen, fortykket med HEC og andre iodiserede salte såsom kalium, natrium og bly, blev sprøjtet ind i oliebrønden ved højt tryk til frakturering, og flowet blev genoprettet inden for 48 timer. Vandbaserede fraktureringsvæsker fremstillet med HEC har stort set ingen rester efter fortætning, især i formationer med lav permeabilitet, som ikke kan drænes for rester. Under alkaliske forhold dannes komplekset med manganchlorid, kobberchlorid, kobbernitrat, kobbersulfat og dichromatopløsninger og er specielt brugt til proppemiddel, der bærer fraktureringsvæsker. Brugen af ​​HEC kan undgå viskositetstab på grund af høje temperaturer nede i borehullet, sprængning af oliezonen og stadig opnå gode resultater i brønde højere end 371 C. Under borehullsforhold er HEC ikke let at rådne og forringe, og restkoncentrationen er lav, så det vil stort set ikke blokere oliestien, hvilket resulterer i underjordisk forurening. Med hensyn til ydeevne er det meget bedre end den almindeligt anvendte lim i frakturering, såsom feltelite. Phillips Petroleum sammenlignede også sammensætningen af ​​celluloseethere såsom carboxymethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose og methylcellulose og besluttede, at HEC var den bedste løsning.

Efter at fraktureringsvæsken med 0,6 % basisvæske HEC-koncentration og kobbersulfat-tværbindingsmiddel blev brugt i Daqing oliefelt i Kina, konkluderes det, at sammenlignet med andre naturlige adhæsioner har brugen af ​​HEC i fraktureringsvæske fordelene af "(1) basevæske er ikke let at rådne efter at være blevet tilberedt og kan placeres i længere tid; (2) resten er lav. Og sidstnævnte er nøglen til, at HEC bliver meget brugt i oliebrøndfrakturering i udlandet.

(3.) Færdiggørelse og overhaling:

HEC's lavfaste færdiggørelsesvæske forhindrer mudderpartikler i at blokere reservoirrummet, når det nærmer sig reservoiret. Vandtabsegenskaberne forhindrer også store mængder vand i at komme ind i reservoiret fra mudderet for at sikre reservoirets produktionskapacitet.

HEC reducerer muddermodstanden, hvilket sænker pumpetrykket og reducerer strømforbruget. Dens fremragende saltopløselighed sikrer også, at der ikke er nogen nedbør, når oliebrøndene syres.

Ved færdiggørelses- og interventionsoperationer bruges HEC's viskositet til at overføre grus. Tilsætning af 0,5-1 kg HEC pr. tønde arbejdsvæske kan transportere grus og grus fra borehullet, hvilket resulterer i en bedre radial og langsgående grusfordeling nede i hullet. Den efterfølgende fjernelse af polymeren forenkler i høj grad processen med at fjerne overhalings- og færdiggørelsesvæske. I sjældne tilfælde kræver tilstande nede i borehullet korrigerende handlinger for at forhindre mudder i at vende tilbage til brøndhovedet under boring og overhaling og tab af cirkulerende væske. I dette tilfælde kan en højkoncentreret HEC-opløsning bruges til hurtigt at injicere 1,3-3,2 kg HEC pr. tønde vand nede i hullet. Derudover kan der i ekstreme tilfælde puttes omkring 23 kg HEC i hver tønde diesel og pumpes ned i akslen, hvorved den langsomt hydreres, mens den blandes med stenvand i hullet.

Permeabiliteten af ​​sandkerner mættet med 500 millidarcy opløsning ved en koncentration på 0,68 kg HEC pr. tønde kan genoprettes til mere end 90% ved forsuring med saltsyre. Derudover genvandt HEC-kompletteringsvæsken indeholdende calciumcarbonat, som var fremstillet af 136 ppm ufiltreret fast voksent havvand, 98 % af den oprindelige udsivningshastighed, efter at filterkagen blev fjernet fra overfladen af ​​filterelementet med syre.