HEC õlipuurimiseks

Hüdroksüetüültselluloosi (HEC) kasutatakse laialdaselt paljudes tööstussektorites selle suurepäraste paksenemis-, suspensiooni-, dispersiooni- ja veepidamisomaduste tõttu. Eriti naftaväljadel on HEC-d kasutatud puurimis-, lõpetamis-, ümbertöötlemis- ja purustamisprotsessides, peamiselt soolvees paksendajana ja paljudes muudes spetsiifilistes rakendustes.

HECnaftaväljade kasutamise omadused

(1) Soola taluvus:

HEC-l on suurepärane soolataluvus elektrolüütide suhtes. Kuna HEC on mitteioonne materjal, ei ioniseerita seda veekeskkonnas ega tekita sademejääke, kuna süsteemis on kõrge soolade kontsentratsioon, mille tulemusena muutub selle viskoossus.

HEC paksendab paljusid suure kontsentratsiooniga ühe- ja kahevalentseid elektrolüütide lahuseid, samas kui anioonsed kiudlinkerid, nagu CMC, toodavad mõnede metalliioonide väljasoolamist. Naftaväljade rakendustes ei mõjuta HEC täielikult vee karedus ja soolade kontsentratsioon ning see võib isegi paksendada raskeid vedelikke, mis sisaldavad suures kontsentratsioonis tsinki ja kaltsiumiioone. Ainult alumiiniumsulfaat võib seda sadestada. HEC paksendav toime magevees ja küllastunud NaCl, CaCl2 ja ZnBr2CaBr2 raskes elektrolüüdis.

See soolataluvus annab HEC-ile võimaluse mängida olulist rolli nii selle kaevu kui ka avamereväljade arendamisel.

(2) Viskoossus ja nihkekiirus:

Vees lahustuv HEC lahustub nii kuumas kui ka külmas vees, tekitades viskoossust ja moodustades võltsplasti. Selle vesilahus on pindaktiivne ja kipub moodustama vahtu. Üldises naftaväljas kasutatav keskmise ja kõrge viskoossusega HEC lahus on mitte-Newtoni lahus, millel on kõrge pseudoplastsuse aste ja viskoossust mõjutab nihkekiirus. Madala nihkekiiruse korral on HEC molekulid juhuslikult paigutatud, mille tulemuseks on kõrge viskoossusega ahelate puntrad, mis parandab viskoossust: suure nihkekiiruse korral orienteeruvad molekulid voolusuunaga, vähendades voolutakistust ja viskoossus väheneb nihkekiiruse suurenedes.

Paljude katsete kaudu jõudis Union Carbide (UCC) järeldusele, et puurimisvedeliku reoloogiline käitumine on mittelineaarne ja seda saab väljendada võimsusseadusega:

Nihkepinge = K (nihkekiirus)n

Kus n on lahuse efektiivne viskoossus madalal nihkekiirusel (1s-1).

N on pöördvõrdeline nihkelahjendusega. .

Mudatehnikas on k ja n kasulikud vedeliku efektiivse viskoossuse arvutamisel puuraukude tingimustes. Ettevõte on välja töötanud väärtuste komplekti k ja n jaoks, kui puurimismuda komponendina kasutati HEC (4400 cps) (tabel 2). See tabel kehtib HEC lahuste kõikide kontsentratsioonide kohta mage- ja soolases vees (0,92 kg/1 nacL). Sellest tabelist leiate keskmisele (100-200 p/min) ja madalale (15-30 p/min) nihkekiirusele vastavad väärtused.

HEC kasutamine naftaväljadel

(1) Puurimisvedelik

HEC-ga lisatud puurimisvedelikke kasutatakse tavaliselt kõvade kivimite puurimisel ja eriolukordades, nagu tsirkuleeriva veekadu reguleerimine, liigne veekadu, ebatavaline rõhk ja ebaühtlased kilda moodustised. Kasutustulemused on head ka puurimisel ja suurte aukude puurimisel.

Tänu oma paksenemis-, vedrustus- ja määrimisomadustele saab HEC-i kasutada puurmudas raua ja puurimisraie jahutamiseks ning lõikekahjurite pinnale toomiseks, parandades muda kivimi kandevõimet. Seda on kasutatud Shengli naftaväljal märkimisväärse toimega puuraukude laiali- ja kandevedelikuna ning see on praktikas kasutusele võetud. Puuraugus, kui puutute kokku väga suure nihkekiirusega, võib puurimisvedeliku viskoossus olla HEC ainulaadse reoloogilise käitumise tõttu lokaalselt lähedane vee viskoossusele. Ühest küljest paraneb puurimiskiirus ja otsikut ei ole kerge soojeneda ning pikeneb puuri kasutusiga. Teisest küljest on puuritud augud puhtad ja suure läbilaskvusega. Eriti kõva kivistruktuuri puhul on see efekt väga ilmne, võib säästa palju materjale. .

Üldiselt arvatakse, et puurimisvedeliku teatud kiirusel tsirkuleerimiseks vajalik võimsus sõltub suuresti puurimisvedeliku viskoossusest ja HEC puurimisvedeliku kasutamine võib oluliselt vähendada hüdrodünaamilist hõõrdumist, vähendades seega vajadust pumba rõhu järele. Seega väheneb ka tundlikkus vereringe kadumise suhtes. Lisaks saab käivitusmomenti vähendada, kui tsükkel pärast seiskamist jätkub.

HEC-i kaaliumkloriidi lahust kasutati puurimisvedelikuna, et parandada puuraugu stabiilsust. Ebaühtlast moodustist hoitakse stabiilses olekus, et hõlbustada korpuse nõudeid. Puurimisvedelik parandab veelgi kivimite kandevõimet ja piirab raie difusiooni.

HEC võib parandada adhesiooni isegi elektrolüüdi lahuses. Tundlikus puurimisvedelikus kohtab sageli soolalahust, mis sisaldab naatriumioone, kaltsiumioone, kloriidioone ja broomiioone. See puurimisvedelik on paksendatud HEC-ga, mis hoiab geeli lahustuvuse ja hea viskoossuse tõstmise võime soolakontsentratsiooni ja inimkäte raskuse vahemikus. See võib vältida tootmistsooni kahjustamist ning suurendada puurimiskiirust ja õli tootmist.

HEC-i kasutamine võib oluliselt parandada ka üldise muda vedelikukaotust. Parandab oluliselt muda stabiilsust. HEC-d võib lisada lisandina mittedispergeeruvale soolalahusele bentoniidi suspensioonile, et vähendada veekadu ja suurendada viskoossust ilma geeli tugevust suurendamata. Samal ajal võib HEC-i pealekandmine puurimismudale eemaldada savi hajumise ja vältida kaevu kokkuvarisemist. Dehüdratsiooni efektiivsus aeglustab mudakivi hüdratatsioonikiirust puuraugu seinal ning HEC pika ahela kattev toime puuraugu seina kivimit tugevdab kivimi struktuuri ning raskendab selle hüdratatsiooni ja lõhenemist, mille tulemuseks on varisemine. Suure läbilaskvusega koosseisudes võivad veekadu tekitavad lisandid, nagu kaltsiumkarbonaat, valitud süsivesinikvaigud või vees lahustuvad soolaterad, olla tõhusad, kuid ekstreemsetes tingimustes võib veekadu parandava lahuse kõrge kontsentratsioon (st igas lahuse tünnis) olla tõhus. võib kasutada

HEC 1,3-3,2kg), et vältida veekadu sügavale tootmistsooni.

HEC-d saab kasutada ka mittekääriva kaitsegeelina puurmudas kaevude töötlemiseks ning kõrgrõhu (200 atmosfäärirõhk) ja temperatuuri mõõtmiseks.

HEC kasutamise eeliseks on see, et puurimis- ja lõpetamisprotsessides saab kasutada sama muda, vähendada sõltuvust teistest dispergeerivatest ainetest, lahjenditest ja PH regulaatoritest, vedelike käitlemine ja ladustamine on väga mugav.

(2.) Murdevedelik:

Murdevedelikus võib HEC tõsta viskoossust ja HEC ise ei mõjuta õlikihti, ei blokeeri murdumisliimi, võib hästi murduda. Sellel on ka veepõhise krakkimisvedelikuga samad omadused, nagu tugev liivavedrustusvõime ja väike hõõrdetakistus. 0,1–2% vee-alkoholi segu, mis oli paksendatud HEC-i ja teiste jodeeritud sooladega, nagu kaalium, naatrium ja plii, süstiti õlikaevu kõrgel rõhul purustamiseks ja vool taastus 48 tunni jooksul. HEC-ga valmistatud veepõhistel purustamisvedelikel pole pärast veeldamist praktiliselt mingeid jääke, eriti madala läbilaskvusega koosseisudes, mida ei saa jääkidest välja voolata. Aluselistes tingimustes moodustub kompleks mangaankloriidi, vaskkloriidi, vasknitraadi, vasksulfaadi ja dikromaadi lahustega ning seda kasutatakse spetsiaalselt purunemisvedelike kandmiseks. HEC-i kasutamine võib vältida viskoossuse kadu puuraukude kõrgete temperatuuride tõttu, õlitsooni purunemist ja siiski saavutada häid tulemusi kaevudes, mille temperatuur on kõrgem kui 371 C. Puuraugu tingimustes ei ole HEC kergesti mädanema ja riknema ning jääkaineid on vähe, nii et see põhimõtteliselt ei blokeeri naftateed, mille tulemuseks on maa-alune reostus. Toimivuse poolest on see palju parem kui purustamisel tavaliselt kasutatav liim, näiteks välieliit. Phillips Petroleum võrdles ka tsellulooseetrite, nagu karboksümetüültselluloos, karboksümetüülhüdroksüetüültselluloos, hüdroksüetüültselluloos, hüdroksüpropüültselluloos ja metüültselluloos, koostist ning otsustas, et HEC on parim lahendus.

Pärast seda, kui Hiinas Daqingi naftaväljal kasutati 0,6% baasvedeliku HEC kontsentratsiooni ja vasksulfaadi ristsiduva ainega purustamisvedelikku, jõuti järeldusele, et võrreldes teiste looduslike adhesioonidega on HEC kasutamisel purustamisvedelikus järgmised eelised: „(1) alusvedelik ei ole pärast valmistamist kergesti mädanema ja seda saab asetada pikemaks ajaks; (2) jääki on vähe. Ja viimane on võti, et HEC-d saaks laialdaselt kasutada naftapuurkaevude purustamisel välismaal.

(3.) Lõpetamine ja läbitöötamine:

HEC-i vähese tahke sisaldusega täiendav vedelik takistab mudaosakestel reservuaarile lähenedes reservuaari ruumi blokeerimist. Veekaoomadused takistavad ka suurel hulgal vee sattumist mudast reservuaari, et tagada veehoidla tootlikkus.

HEC vähendab mudatakistust, mis vähendab pumba rõhku ja vähendab energiatarbimist. Selle suurepärane soolalahustuvus tagab ka selle, et õlikaevude hapestamisel ei teki sademeid.

Lõpetamis- ja sekkumisoperatsioonidel kasutatakse kruusa ülekandmiseks HEC viskoossust. Lisades 0,5-1 kg HEC ühe barreli töövedeliku kohta, võib puurkaevust kruusa ja kruusa välja kanda, mille tulemuseks on parem kruusa radiaalne ja pikisuunaline jaotus puurauku. Järgnev polümeeri eemaldamine lihtsustab oluliselt töö- ja lõpetamisvedeliku eemaldamise protsessi. Harvadel juhtudel nõuavad puuraukude tingimused parandusmeetmeid, et vältida muda tagasipöördumist puurimise ja töötamise ajal ning tsirkuleeriva vedeliku kadu. Sellisel juhul saab kõrge kontsentratsiooniga HEC-i lahuse abil kiiresti süstida 1,3-3,2 kg HEC-d iga barreli veeaevu kohta. Lisaks võib äärmuslikel juhtudel igasse diislikütuse tünni panna umbes 23 kg HEC-d ja pumbata see võlli alla, niisutades seda aeglaselt, kuna see seguneb augus kiviveega.

500 millidarcy lahusega kontsentratsiooniga 0,68 kg HEC barreli kohta küllastunud liivasüdamike läbilaskvust saab vesinikkloriidhappega hapestades taastada enam kui 90%-ni. Lisaks taastas kaltsiumkarbonaati sisaldav HEC-i täiendav vedelik, mis oli valmistatud 136 ppm filtreerimata tahkest täiskasvanud mereveest, 98% algsest imbumise kiirusest pärast filtrikoogi eemaldamist filtrielemendi pinnalt happega.