HEC para a perforación de aceite

A hidroxietil celulosa (HEC) é amplamente utilizada en moitos sectores industriais polas súas excelentes propiedades de engrosamento, suspensión, dispersión e retención de auga. Especialmente no campo do petróleo, HEC utilizouse en procesos de perforación, realización, desempeño e fracturación, principalmente como espesante na salmoira e en moitas outras aplicacións específicas.

Hecpropiedades para o uso de campos de petróleo

(1) Tolerancia de sal:

HEC ten unha excelente tolerancia ao sal para os electrólitos. Como HEC é un material non iónico, non se ionizará no medio da auga e non producirá residuos de precipitación debido á presenza de alta concentración de sales no sistema, obtendo o cambio da súa viscosidade.

HEC engrosa moitas solucións de electrólitos monovalentes e bivalentes de alta concentración, mentres que os enlaces de fibra aniónica como CMC producen salgamento dalgúns ións metálicos. Nas aplicacións do campo petrolífero, o HEC non está completamente afectado pola dureza da auga e a concentración de sal e incluso pode engrosar fluídos pesados ​​que conteñen altas concentracións de ións de cinc e calcio. Só o sulfato de aluminio pode precipitalo. Efecto de engrosamento de HEC en auga doce e NaCl saturado, CACL2 e ZNBR2CABR2 Electrolito pesado.

Esta tolerancia ao sal ofrece a HEC a oportunidade de desempeñar un papel importante tanto no desenvolvemento de campo ben como no campo.

(2) Viscosidade e taxa de cizalladura:

O HEC soluble en auga disólvese tanto en auga quente como fría, producindo viscosidade e formando plásticos falsos. A súa solución acuosa é de superficie activa e tende a formar escumas. A solución de HEC de viscosidade media e alta empregada no campo do petróleo xeral non é newtoniana, que mostra un alto grao de pseudoplástico, e a viscosidade está afectada pola taxa de cizalladura. A baixa taxa de cizallamento, as moléculas de HEC están dispostas aleatoriamente, dando lugar a enredos de cadea con alta viscosidade, o que mellora a viscosidade: a alta taxa de cizalladura, as moléculas están orientadas con dirección de fluxo, reducindo a resistencia ao fluxo e a viscosidade diminúe co aumento da taxa de cizalla.

A través dun gran número de experimentos, Union Carbide (UCC) concluíu que o comportamento reolóxico do fluído de perforación non é lineal e pode ser expresado pola lei de poder:

Estrés de cizalladura = k (taxa de cizalladura) n

Onde, n é a viscosidade efectiva da solución a unha taxa de cizalladura baixa (1S-1).

N é inversamente proporcional á dilución do cizallamento. .

Na enxeñaría de barro, K e N son útiles ao calcular a viscosidade efectiva do fluído en condicións de baixura. A compañía desenvolveu un conxunto de valores para K e N cando HEC (4400CPs) usouse como compoñente de barro de perforación (táboa 2). Esta táboa aplícase a todas as concentracións de solucións HEC en auga fresca e salgada (0,92 kg/1 NaCl). A partir desta táboa pódense atopar os valores correspondentes a medias (100-200rpm) e baixas (15-30rpm).

Aplicación de HEC no campo de petróleo

(1) Fluído de perforación

Os fluídos de perforación engadidos HEC úsanse habitualmente na perforación de rochas duras e en situacións especiais como o control da perda de auga circulante, a perda de auga excesiva, a presión anormal e as formacións de xisto desigual. Os resultados da aplicación tamén son bos en perforación e perforación de buratos grandes.

Debido ao seu engrosamento, propiedades de suspensión e lubricación, pódese usar HEC na perforación de barro para arrefriar o ferro e os cortes de perforación e traer pragas de corte á superficie, mellorando a capacidade de carga da rocha do barro. Utilizouse no campo petrolífero de Shengli como propagación do buraco e transportando fluído con efecto notable e púxose en práctica. No fondo, ao atoparse con unha taxa de cizalladura moi alta, debido ao comportamento reolóxico único do HEC, a viscosidade do fluído de perforación pode estar localmente preto da viscosidade da auga. Por unha banda, a taxa de perforación é mellorada e o bit non é fácil de quentar, e a vida útil do bit está prolongada. Por outra banda, os buracos perforados están limpos e teñen unha alta permeabilidade. Especialmente na estrutura de rocha dura, este efecto é moi obvio, pode aforrar moitos materiais. .

Crese xeralmente que a potencia necesaria para a circulación do fluído de perforación a un determinado ritmo depende en gran medida da viscosidade do fluído de perforación e o uso de fluído de perforación HEC pode reducir significativamente a fricción hidrodinámica, reducindo así a necesidade de presión da bomba. Así, tamén se reduce a sensibilidade á perda de circulación. Ademais, o par inicial pódese reducir cando o ciclo retomase despois do apagado.

A solución de cloruro de potasio de HEC utilizouse como fluído de perforación para mellorar a estabilidade do pozo. A formación desigual mantense en estado estable para aliviar os requisitos de envoltura. O fluído de perforación mellora aínda máis a capacidade de transporte de rochas e limita a difusión dos recortes.

HEC pode mellorar a adhesión incluso en solución de electrólitos. Augas salinas que conteñen ións de sodio, ións de calcio, ións de cloruro e ións de bromo adoita atoparse no fluído de perforación sensible. Este fluído de perforación está engrosado con HEC, que pode manter a solubilidade en xel e unha boa capacidade de elevación de viscosidade dentro do rango de concentración de sal e ponderación dos brazos humanos. Pode evitar danos na zona produtora e aumentar a taxa de perforación e a produción de aceite.

O uso de HEC tamén pode mellorar moito o rendemento da perda de fluídos do barro xeral. Mellora moito a estabilidade do barro. O HEC pódese engadir como un aditivo a unha suspensión de bentonita salina non dispersible para reducir a perda de auga e aumentar a viscosidade sen aumentar a forza do xel. Ao mesmo tempo, aplicar HEC á perforación de barro pode eliminar a dispersión da arxila e evitar que se colapsen ben. A eficiencia de deshidratación diminúe a taxa de hidratación do esquisto de barro na parede do buraco, e o efecto de cuberta da longa cadea de HEC na rocha da parede do buraco fortalece a estrutura da rocha e dificulta a hidratación e a espalda, dando lugar a un colapso. En formacións de alta permeabilidade, poden ser efectivos aditivos de perda de auga como carbonato de calcio, resinas de hidrocarburo seleccionadas ou grans de sal solubles en auga, pero en condicións extremas, unha alta concentración de solución de remediación de perda de auga (é dicir, en cada barril de solución) pode usarse

HEC 1.3-3.2kg) para evitar a perda de auga na zona de produción.

O HEC tamén se pode usar como xel de protección non fermentable na perforación de barro para o tratamento do pozo e para a alta presión (200 presión atmosférica) e a medición da temperatura.

A vantaxe de usar HEC é que os procesos de perforación e finalización poden usar o mesmo barro, reducir a dependencia doutros dispersantes, diluentes e reguladores de pH, manexo de líquidos e almacenamento son moi convenientes.

(2.) Fluído de fractura:

No fluído de fractura, o HEC pode levantar a viscosidade e o propio HEC non ten efecto sobre a capa de aceite, non bloqueará ben a fractura. Tamén ten as mesmas características que o fluído de craqueo a base de auga, como a forte capacidade de suspensión de area e a pequena resistencia á fricción. A mestura de alcol de auga do 0,1-2%, engrosada por HEC e outras sales iodizadas como o potasio, o sodio e o chumbo, inxectouse no pozo de aceite a alta presión para a fracturación, e o fluxo foi restaurado nun prazo de 48 horas. Os fluídos de fractura baseados en auga elaborados con HEC practicamente non teñen residuos despois da licuación, especialmente en formacións con baixa permeabilidade que non se poden drenar de residuos. En condicións alcalinas, o complexo fórmase con cloruro de manganeso, cloruro de cobre, nitrato de cobre, sulfato de cobre e solucións de dicromato, e úsase especialmente para transportar fluídos de fracturación. O uso de HEC pode evitar a perda de viscosidade debido ás altas temperaturas do fondo, fracturando a zona do petróleo e aínda obtén bos resultados en pozos superiores a 371 C. En condicións de baixura, HEC non é fácil de podrecer e deteriorar e o residuo é baixo, polo que basicamente non bloqueará a ruta do petróleo, dando lugar a unha contaminación subterránea. En termos de rendemento, é moito mellor que a cola de uso común na fracturación, como a elite de campo. O petróleo de Phillips tamén comparou a composición de éteres de celulosa como carboximetil celulosa, carboximetil hidroxietil celulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa e metileira e decidiu que HEC era a mellor solución.

Despois de que o fluído de fracturación con concentración de HEC de fluído base 0,6% e axente de enlace de reticulación de sulfato de cobre utilizouse en Daqing Oilfield en China, conclúese que en comparación con outras adhesións naturais, o uso de HEC no fluído fracturador ten as vantaxes de "(1) O fluído base non é fácil de podrecer despois de prepararse e pódese colocar durante máis tempo; (2) O residuo é baixo. E este último é a clave para que HEC sexa moi utilizado no pozo de aceite que se fractura no estranxeiro.

(3.) Realización e obra:

O fluído de finalización de baixo sólido de HEC impide que as partículas de barro bloqueen o espazo do depósito a medida que se achegue ao depósito. As propiedades de perda de auga tamén impiden que as grandes cantidades de auga entren no depósito do barro para garantir a capacidade produtiva do depósito.

HEC reduce o arrastre de barro, que reduce a presión da bomba e reduce o consumo de enerxía. A súa excelente solubilidade en sal tamén garante que non haxa precipitacións ao acidizar os pozos de aceite.

Nas operacións de finalización e intervención, a viscosidade de HEC úsase para transferir grava. Engadir 0,5-1 kg de HEC por barril de fluído de traballo pode transportar grava e grava do buraco, obtendo un mellor descenso da distribución de grava radial e lonxitudinal. A eliminación posterior do polímero simplifica enormemente o proceso de eliminación do traballo e o fluído de finalización. En raras ocasións, as condicións de baixura requiren unha acción correctiva para evitar que o barro volva ao pozo durante a perforación e o desorden e a perda de líquidos circulantes. Neste caso, pódese usar unha solución HEC de alta concentración para inxectar rapidamente 1,3-3,2 kg de HEC por barril de baixa de auga. Ademais, en casos extremos, pódense colocar uns 23 kg de HEC en cada barril de gasóleo e bombear o eixe, hidratándoo lentamente a medida que se mestura con auga de rocha no burato.

A permeabilidade dos núcleos de area saturada con solución de 500 militares a unha concentración de 0. 68 kg de hec por barril pódese restaurar a máis do 90% por acidificación con ácido clorhídrico. Ademais, o fluído de finalización de HEC que contiña carbonato de calcio, que se fabricou a partir de 136 ppm de auga de mar sólida non filtrada, recuperou o 98% da taxa de filtración orixinal despois de que a torta de filtro fose eliminada da superficie do elemento do filtro por ácido.