तेल ड्रिलिंग के लिए एचईसी

हाइड्रोक्सीएथाइल सेल्युलोज (एचईसी) का व्यापक रूप से गाढ़ापन, निलंबन, फैलाव और जल प्रतिधारण के उत्कृष्ट गुणों के लिए कई औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से तेल क्षेत्र में, एचईसी का उपयोग ड्रिलिंग, पूर्णता, वर्कओवर और फ्रैक्चरिंग प्रक्रियाओं में किया गया है, मुख्य रूप से नमकीन पानी में गाढ़ा करने के लिए और कई अन्य विशिष्ट अनुप्रयोगों में।

एचईसीतेल क्षेत्रों के उपयोग के गुण

(1) नमक सहनशीलता:

एचईसी में इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए उत्कृष्ट नमक सहनशीलता है। चूंकि एचईसी एक गैर-आयनिक सामग्री है, यह पानी के माध्यम में आयनित नहीं होगा और सिस्टम में लवण की उच्च सांद्रता की उपस्थिति के कारण वर्षा अवशेष का उत्पादन नहीं करेगा, जिसके परिणामस्वरूप इसकी चिपचिपाहट में परिवर्तन होगा।

एचईसी कई उच्च सांद्रता वाले मोनोवैलेंट और बाइवेलेंट इलेक्ट्रोलाइट समाधानों को गाढ़ा करता है, जबकि सीएमसी जैसे आयनिक फाइबर लिंकर कुछ धातु आयनों से लवण उत्पन्न करते हैं। तेल क्षेत्र के अनुप्रयोगों में, एचईसी पानी की कठोरता और नमक की सघनता से पूरी तरह अप्रभावित है और यहां तक ​​कि जस्ता और कैल्शियम आयनों की उच्च सांद्रता वाले भारी तरल पदार्थों को भी गाढ़ा कर सकता है। केवल एल्युमीनियम सल्फेट ही इसे अवक्षेपित कर सकता है। ताजे पानी और संतृप्त NaCl, CaCl2 और ZnBr2CaBr2 भारी इलेक्ट्रोलाइट में HEC का गाढ़ा करने का प्रभाव।

यह नमक सहिष्णुता एचईसी को इस कुएं और अपतटीय क्षेत्र के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने का अवसर देती है।

(2) श्यानता और कतरनी दर:

पानी में घुलनशील एचईसी गर्म और ठंडे दोनों पानी में घुल जाता है, चिपचिपाहट पैदा करता है और नकली प्लास्टिक बनाता है। इसका जलीय घोल सतह पर सक्रिय होता है और झाग बनाता है। सामान्य तेल क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले मध्यम और उच्च चिपचिपाहट वाले एचईसी का समाधान गैर-न्यूटोनियन है, जो उच्च स्तर के स्यूडोप्लास्टिक को दर्शाता है, और चिपचिपाहट कतरनी दर से प्रभावित होती है। कम कतरनी दर पर, एचईसी अणुओं को बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च चिपचिपाहट के साथ श्रृंखला उलझन होती है, जो चिपचिपाहट में सुधार करती है: उच्च कतरनी दर पर, अणु प्रवाह दिशा के साथ उन्मुख हो जाते हैं, प्रवाह के प्रतिरोध को कम करते हैं, और कतरनी दर में वृद्धि के साथ चिपचिपाहट कम हो जाती है।

बड़ी संख्या में प्रयोगों के माध्यम से, यूनियन कार्बाइड (यूसीसी) ने निष्कर्ष निकाला कि ड्रिलिंग तरल पदार्थ का रियोलॉजिकल व्यवहार गैर-रैखिक है और इसे शक्ति कानून द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

कतरनी तनाव = K (कतरनी दर)n

जहां, n कम कतरनी दर (1s-1) पर समाधान की प्रभावी चिपचिपाहट है।

एन कतरनी तनुकरण के व्युत्क्रमानुपाती है। .

मड इंजीनियरिंग में, डाउनहोल स्थितियों के तहत प्रभावी द्रव चिपचिपाहट की गणना करते समय k और n उपयोगी होते हैं। जब एचईसी (4400सीपीएस) का उपयोग ड्रिलिंग मिट्टी घटक (तालिका 2) के रूप में किया गया था, तो कंपनी ने के और एन के लिए मूल्यों का एक सेट विकसित किया है। यह तालिका ताजे और खारे पानी (0.92 किग्रा/1 एनएसीएल) में एचईसी समाधानों की सभी सांद्रता पर लागू होती है। इस तालिका से, मध्यम (100-200आरपीएम) और निम्न (15-30आरपीएम) कतरनी दरों के अनुरूप मान पाए जा सकते हैं।

तेल क्षेत्र में एचईसी का अनुप्रयोग

(1) ड्रिलिंग तरल पदार्थ

एचईसी अतिरिक्त ड्रिलिंग तरल पदार्थ का उपयोग आमतौर पर हार्ड रॉक ड्रिलिंग और विशेष परिस्थितियों में किया जाता है जैसे कि पानी की हानि नियंत्रण, अत्यधिक पानी की हानि, असामान्य दबाव और असमान शेल संरचनाएं। ड्रिलिंग और बड़े छेद ड्रिलिंग में भी आवेदन के परिणाम अच्छे हैं।

इसके गाढ़ेपन, निलंबन और स्नेहन गुणों के कारण, एचईसी का उपयोग ड्रिलिंग मिट्टी में लोहे और ड्रिलिंग कटिंग को ठंडा करने और काटने वाले कीटों को सतह पर लाने के लिए किया जा सकता है, जिससे मिट्टी की चट्टान ले जाने की क्षमता में सुधार होता है। इसका उपयोग शेंगली तेल क्षेत्र में बोरहोल फैलाने और उल्लेखनीय प्रभाव के साथ तरल पदार्थ ले जाने के रूप में किया गया है और इसे अभ्यास में लाया गया है। डाउनहोल में, जब बहुत अधिक कतरनी दर का सामना करना पड़ता है, तो एचईसी के अनूठे रियोलॉजिकल व्यवहार के कारण, ड्रिलिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट स्थानीय रूप से पानी की चिपचिपाहट के करीब हो सकती है। एक ओर, ड्रिलिंग दर में सुधार हुआ है, और बिट को गर्म करना आसान नहीं है, और बिट की सेवा का जीवन लम्बा हो गया है। दूसरी ओर, ड्रिल किए गए छेद साफ होते हैं और उनमें उच्च पारगम्यता होती है। विशेष रूप से कठोर चट्टान संरचना में, यह प्रभाव बहुत स्पष्ट है, बहुत सारी सामग्रियों को बचाया जा सकता है। .

आमतौर पर यह माना जाता है कि किसी दिए गए दर पर ड्रिलिंग द्रव परिसंचरण के लिए आवश्यक शक्ति काफी हद तक ड्रिलिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट पर निर्भर करती है, और एचईसी ड्रिलिंग तरल पदार्थ का उपयोग हाइड्रोडायनामिक घर्षण को काफी कम कर सकता है, जिससे पंप दबाव की आवश्यकता कम हो जाती है। इस प्रकार, परिसंचरण के नुकसान के प्रति संवेदनशीलता भी कम हो जाती है। इसके अलावा, जब शटडाउन के बाद चक्र फिर से शुरू होता है तो शुरुआती टॉर्क को कम किया जा सकता है।

एचईसी के पोटेशियम क्लोराइड समाधान का उपयोग वेलबोर स्थिरता में सुधार के लिए ड्रिलिंग तरल पदार्थ के रूप में किया गया था। आवरण आवश्यकताओं को आसान बनाने के लिए असमान गठन को स्थिर स्थिति में रखा जाता है। ड्रिलिंग द्रव चट्टान ले जाने की क्षमता में और सुधार करता है और कटिंग के प्रसार को सीमित करता है।

एचईसी इलेक्ट्रोलाइट समाधान में भी आसंजन में सुधार कर सकता है। संवेदनशील ड्रिलिंग द्रव में अक्सर सोडियम आयन, कैल्शियम आयन, क्लोराइड आयन और ब्रोमीन आयन युक्त खारा पानी पाया जाता है। इस ड्रिलिंग तरल पदार्थ को एचईसी के साथ गाढ़ा किया जाता है, जो नमक की सांद्रता और मानव हथियारों के वजन की सीमा के भीतर जेल घुलनशीलता और अच्छी चिपचिपाहट उठाने की क्षमता को बनाए रख सकता है। यह उत्पादक क्षेत्र को होने वाले नुकसान को रोक सकता है और ड्रिलिंग दर और तेल उत्पादन को बढ़ा सकता है।

एचईसी का उपयोग करने से सामान्य मिट्टी के द्रव हानि प्रदर्शन में भी काफी सुधार हो सकता है। कीचड़ की स्थिरता में बहुत सुधार होता है। पानी की कमी को कम करने और जेल की ताकत बढ़ाए बिना चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए एचईसी को गैर-फैलाने योग्य खारा बेंटोनाइट घोल में एक योजक के रूप में जोड़ा जा सकता है। साथ ही, ड्रिलिंग मिट्टी में एचईसी लगाने से मिट्टी का फैलाव दूर हो सकता है और कुएं को ढहने से रोका जा सकता है। निर्जलीकरण दक्षता बोरहोल दीवार पर मिट्टी के शेल की जलयोजन दर को धीमा कर देती है, और बोरहोल दीवार की चट्टान पर एचईसी की लंबी श्रृंखला का आवरण प्रभाव चट्टान की संरचना को मजबूत करता है और हाइड्रेटेड होना और टूटना मुश्किल हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पतन होता है। उच्च पारगम्यता संरचनाओं में, कैल्शियम कार्बोनेट, चयनित हाइड्रोकार्बन रेजिन या पानी में घुलनशील नमक अनाज जैसे जल-हानि योजक प्रभावी हो सकते हैं, लेकिन चरम स्थितियों में, जल-हानि उपचार समाधान की उच्च सांद्रता (यानी, समाधान के प्रत्येक बैरल में) प्रयोग किया जा सकता है

एचईसी 1.3-3.2 किग्रा) उत्पादन क्षेत्र में गहराई तक पानी की कमी को रोकने के लिए।

एचईसी का उपयोग कुएं के उपचार और उच्च दबाव (200 वायुमंडलीय दबाव) और तापमान माप के लिए ड्रिलिंग मिट्टी में गैर-किण्वित सुरक्षात्मक जेल के रूप में भी किया जा सकता है।

एचईसी का उपयोग करने का लाभ यह है कि ड्रिलिंग और पूर्णता प्रक्रियाएं एक ही मिट्टी का उपयोग कर सकती हैं, अन्य फैलाने वालों, मंदक और पीएच नियामकों पर निर्भरता कम कर सकती हैं, तरल प्रबंधन और भंडारण बहुत सुविधाजनक हैं।

(2.) फ्रैक्चरिंग द्रव:

फ्रैक्चरिंग द्रव में, एचईसी चिपचिपाहट को बढ़ा सकता है, और एचईसी का तेल परत पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, फ्रैक्चर ग्लूम को अवरुद्ध नहीं करेगा, अच्छी तरह से फ्रैक्चर कर सकता है। इसमें पानी आधारित क्रैकिंग तरल पदार्थ के समान विशेषताएं हैं, जैसे मजबूत रेत निलंबन क्षमता और छोटा घर्षण प्रतिरोध। 0.1-2% पानी-अल्कोहल मिश्रण, जिसे एचईसी और अन्य आयोडीन युक्त नमक जैसे पोटेशियम, सोडियम और सीसा द्वारा गाढ़ा किया गया था, को फ्रैक्चरिंग के लिए उच्च दबाव पर तेल के कुएं में इंजेक्ट किया गया था, और प्रवाह 48 घंटों के भीतर बहाल हो गया था। एचईसी से बने जल-आधारित फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थों में द्रवीकरण के बाद वस्तुतः कोई अवशेष नहीं होता है, विशेष रूप से कम पारगम्यता वाली संरचनाओं में, जिन्हें अवशेषों से निकाला नहीं जा सकता है। क्षारीय परिस्थितियों में, कॉम्प्लेक्स मैंगनीज क्लोराइड, कॉपर क्लोराइड, कॉपर नाइट्रेट, कॉपर सल्फेट और डाइक्रोमेट समाधानों से बनता है, और विशेष रूप से फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ ले जाने वाले प्रॉपेंट के लिए उपयोग किया जाता है। एचईसी के उपयोग से उच्च डाउनहोल तापमान, तेल क्षेत्र के फ्रैक्चरिंग के कारण चिपचिपाहट के नुकसान से बचा जा सकता है, और फिर भी 371 सी से अधिक वेल्स में अच्छे परिणाम प्राप्त हो सकते हैं। डाउनहोल स्थितियों में, एचईसी को सड़ना और खराब होना आसान नहीं है, और अवशेष कम है, इसलिए यह मूल रूप से तेल मार्ग को अवरुद्ध नहीं करेगा, जिसके परिणामस्वरूप भूमिगत प्रदूषण होगा। प्रदर्शन के मामले में, यह फ्रैक्चरिंग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले गोंद, जैसे फील्ड एलीट, से काफी बेहतर है। फिलिप्स पेट्रोलियम ने कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज, कार्बोक्सिमिथाइल हाइड्रॉक्सीथाइल सेलुलोज, हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज और मिथाइल सेलुलोज जैसे सेल्यूलोज ईथर की संरचना की भी तुलना की और निर्णय लिया कि एचईसी सबसे अच्छा समाधान था।

चीन में दक़िंग तेल क्षेत्र में 0.6% बेस तरल पदार्थ एचईसी एकाग्रता और कॉपर सल्फेट क्रॉसलिंकिंग एजेंट के साथ फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ का उपयोग करने के बाद, यह निष्कर्ष निकाला गया कि अन्य प्राकृतिक आसंजन की तुलना में, फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थ में एचईसी के उपयोग के फायदे हैं "(1) आधार द्रव तैयार होने के बाद सड़ना आसान नहीं है, और इसे लंबे समय तक रखा जा सकता है; (2) अवशेष कम है। और बाद वाला एचईसी के लिए विदेशों में तेल कुओं के फ्रैक्चरिंग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने की कुंजी है।

(3.) समापन और वर्कओवर:

एचईसी का कम-ठोस समापन तरल पदार्थ जलाशय के पास पहुंचने पर मिट्टी के कणों को जलाशय स्थान को अवरुद्ध करने से रोकता है। जल-हानि गुण जलाशय की उत्पादक क्षमता सुनिश्चित करने के लिए बड़ी मात्रा में पानी को कीचड़ से जलाशय में प्रवेश करने से रोकते हैं।

एचईसी कीचड़ के खिंचाव को कम करता है, जिससे पंप का दबाव कम होता है और बिजली की खपत कम होती है। इसकी उत्कृष्ट नमक घुलनशीलता यह भी सुनिश्चित करती है कि तेल कुओं को अम्लीकृत करते समय कोई वर्षा न हो।

पूर्णता और हस्तक्षेप संचालन में, एचईसी की चिपचिपाहट का उपयोग बजरी को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। कार्यशील तरल पदार्थ के प्रति बैरल 0.5-1 किलोग्राम एचईसी जोड़ने से बोरहोल से बजरी और बजरी ले जाया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप डाउनहोल में बेहतर रेडियल और अनुदैर्ध्य बजरी वितरण होता है। पॉलिमर को बाद में हटाने से वर्कओवर और समापन द्रव को हटाने की प्रक्रिया बहुत सरल हो जाती है। दुर्लभ अवसरों पर, ड्रिलिंग और वर्कओवर के दौरान मिट्टी को कुएं में लौटने से रोकने और परिसंचारी तरल पदार्थ के नुकसान को रोकने के लिए डाउनहोल स्थितियों में सुधारात्मक कार्रवाई की आवश्यकता होती है। इस मामले में, एक उच्च-सांद्रता वाले एचईसी समाधान का उपयोग प्रति बैरल पानी के डाउनहोल में 1.3-3.2 किलोग्राम एचईसी को जल्दी से इंजेक्ट करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, चरम मामलों में, लगभग 23 किलोग्राम एचईसी को डीजल के प्रत्येक बैरल में डाला जा सकता है और शाफ्ट के नीचे पंप किया जा सकता है, धीरे-धीरे इसे हाइड्रेट किया जा सकता है क्योंकि यह छेद में चट्टानी पानी के साथ मिल जाता है।

0. 68 किलोग्राम एचईसी प्रति बैरल की सांद्रता पर 500 मिलिडार्सी समाधान के साथ संतृप्त रेत कोर की पारगम्यता को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ अम्लीकरण द्वारा 90% से अधिक तक बहाल किया जा सकता है। इसके अलावा, कैल्शियम कार्बोनेट युक्त एचईसी पूर्ण तरल पदार्थ, जो 136पीपीएम अनफ़िल्टर्ड ठोस वयस्क समुद्री जल से बनाया गया था, एसिड द्वारा फ़िल्टर तत्व की सतह से फ़िल्टर केक को हटाने के बाद मूल रिसाव दर का 98% ठीक हो गया।