HEC olajfúráshoz

A hidroxi-etil-cellulózt (HEC) számos ipari ágazatban széles körben használják kiváló sűrítő, szuszpenziós, diszperziós és vízvisszatartó tulajdonságai miatt. A HEC-et különösen az olajmezőn használták fúrási, befejezési, megmunkálási és repesztési folyamatokban, főként sós lében sűrítőként, és sok más speciális alkalmazásban.

HECtulajdonságait az olajmezők használatához

(1) Sótolerancia:

A HEC kiváló sótűrő képességgel rendelkezik az elektrolitokkal szemben. Mivel a HEC nem ionos anyag, nem ionizálódik vizes közegben, és nem képez kicsapódási maradékot a rendszerben lévő magas sókoncentráció miatt, ami a viszkozitás változását eredményezi.

A HEC sok nagy koncentrációjú egyértékű és kétértékű elektrolit oldatot sűrít, míg az anionos szálkötők, mint például a CMC, egyes fémionokból kisóznak. Az olajmezőkben a HEC-t teljesen nem befolyásolja a víz keménysége és a sókoncentráció, és még a nagy koncentrációban cink- és kalciumionokat tartalmazó nehéz folyadékokat is besűrítheti. Csak alumínium-szulfát tudja kicsapni. A HEC sűrítő hatása édesvízben és telített NaCl, CaCl2 és ZnBr2CaBr2 nehéz elektrolitban.

Ez a sótolerancia lehetőséget ad a HEC-nek arra, hogy fontos szerepet játsszon ebben a kút- és tengeri mezőfejlesztésben.

(2) Viszkozitás és nyírási sebesség:

A vízben oldódó HEC meleg és hideg vízben is oldódik, viszkozitást hozva létre, és hamis műanyagokat képez. Vizes oldata felületaktív, hajlamos habképződésre. Az általános olajmezőben használt közepes és nagy viszkozitású HEC oldat nem newtoni, nagyfokú pszeudoplasztikusságot mutat, a viszkozitást a nyírási sebesség befolyásolja. Alacsony nyírási sebességnél a HEC molekulák véletlenszerűen helyezkednek el, ami nagy viszkozitású láncgubazást eredményez, ami javítja a viszkozitást: nagy nyírási sebességnél a molekulák az áramlási irány szerint orientálódnak, csökkentve az áramlási ellenállást, a viszkozitás pedig a nyírási sebesség növekedésével csökken.

A Union Carbide (UCC) számos kísérlet során arra a következtetésre jutott, hogy a fúrófolyadék reológiai viselkedése nemlineáris, és hatványtörvénnyel fejezhető ki:

Nyírófeszültség = K (nyírási sebesség)n

Ahol n az oldat effektív viszkozitása kis nyírási sebességnél (1s-1).

N fordítottan arányos a nyírási hígítással. .

Az iszapmérnökségben a k és n hasznosak a fúrólyuk körülmények közötti effektív folyadékviszkozitás kiszámításakor. A vállalat kidolgozott egy k és n értékkészletet, amikor a HEC(4400cps)-t fúróiszap-komponensként használták (2. táblázat). Ez a táblázat a HEC oldatok összes koncentrációjára vonatkozik édesvízben és sós vízben (0,92 kg/1 nacL). Ebből a táblázatból a közepes (100-200 ford./perc) és az alacsony (15-30 ford./perc) nyírási sebességeknek megfelelő értékek találhatók.

A HEC alkalmazása olajmezőn

(1) Fúrófolyadék

A HEC hozzáadott fúrófolyadékokat általában kemény kőzetfúrásoknál és olyan speciális helyzetekben használják, mint például a keringő vízveszteség szabályozása, a túlzott vízveszteség, az abnormális nyomás és az egyenetlen palaképződmények. Az alkalmazási eredmények fúrásnál és nagy lyukak fúrásánál is jók.

Sűrítési, felfüggesztési és kenési tulajdonságai miatt a HEC használható fúróiszapban a vas és a fúrónyesedék hűtésére, valamint a vágókártevők felszínre hozatalára, javítva az iszap kőzetszállító képességét. A Shengli olajmezőn figyelemreméltó hatású fúrólyuk terítő és szállító folyadékként használták, és a gyakorlatba is átültették. A fúrólyukban nagyon nagy nyírási sebességgel találkozva a HEC egyedi reológiai viselkedése miatt a fúrófolyadék viszkozitása lokálisan közel lehet a víz viszkozitásához. Egyrészt javul a fúrási sebesség, és a fúró nem könnyű felmelegedni, és meghosszabbodik a fúró élettartama. Másrészt a fúrt lyukak tiszták és nagy áteresztőképességűek. Különösen a kemény kőzet szerkezetében ez a hatás nagyon nyilvánvaló, sok anyagot takaríthat meg. .

Általános vélekedés szerint a fúrófolyadék adott sebességű keringetéséhez szükséges teljesítmény nagymértékben függ a fúrófolyadék viszkozitásától, a HEC fúrófolyadék használatával pedig jelentősen csökkenthető a hidrodinamikus súrlódás, így csökken a szivattyúnyomás szükségessége. Így a keringés elvesztésére való érzékenység is csökken. Ezenkívül az indítónyomaték csökkenthető, ha a ciklus a leállítás után folytatódik.

A HEC kálium-klorid oldatát fúrófolyadékként használták a fúrólyuk stabilitásának javítására. Az egyenetlen alakzatot stabil állapotban tartják, hogy megkönnyítsék a burkolat követelményeit. A fúrófolyadék tovább javítja a kőzet teherbíró képességét és korlátozza a vágás diffúzióját.

A HEC még elektrolit oldatban is javíthatja a tapadást. Az érzékeny fúrófolyadékban gyakran találkozhatunk nátriumionokat, kalciumionokat, kloridionokat és brómionokat tartalmazó sós vízzel. Ez a fúrófolyadék HEC-vel van sűrítve, amely a géloldhatóságot és a jó viszkozitásemelő képességet a sókoncentráció és az emberi karok súlyának tartományában tartja. Megakadályozhatja a termelési zóna károsodását, és növelheti a fúrási sebességet és az olajtermelést.

A HEC használata nagymértékben javíthatja az általános iszap folyadékvesztési teljesítményét is. Nagymértékben javítja a sár stabilitását. A HEC hozzáadható adalékanyagként egy nem diszpergálható sós bentonit szuszpenzióhoz a vízveszteség csökkentése és a viszkozitás növelése érdekében a gélerősség növelése nélkül. Ugyanakkor a HEC fúrási iszapra történő felhordása eltávolíthatja az agyag szétszóródását és megakadályozhatja a kút összeomlását. A kiszáradási hatásfok lassítja az iszappala hidratációs sebességét a fúrólyuk falán, a HEC hosszú láncú fúrólyukfali kőzetet fedő hatása pedig erősíti a kőzetszerkezetet, megnehezíti a hidratálást és a kiválást, ami összeomlást eredményez. A nagy permeabilitású képződményekben a vízveszteséget okozó adalékok, például a kalcium-karbonát, a kiválasztott szénhidrogéngyanták vagy a vízben oldódó sószemcsék hatásosak lehetnek, de extrém körülmények között nagy koncentrációjú vízveszteséget okozó remediációs oldat (azaz minden hordó oldatban) használhatók

HEC 1,3-3,2 kg), hogy megakadályozzák a vízveszteséget a termelési zóna mélyén.

A HEC nem erjeszthető védőgélként is használható fúróiszapban kútkezeléshez, valamint nagynyomású (200 atmoszférikus nyomás) és hőmérséklet méréshez.

A HEC használatának előnye, hogy a fúrási és befejezési folyamatok során ugyanazt az iszapot lehet használni, csökkentve a függőséget más diszpergálószerektől, hígítóktól és PH szabályozóktól, a folyadékkezelés és tárolás nagyon kényelmes.

(2.) Törőfolyadék:

A repesztőfolyadékban a HEC meg tudja emelni a viszkozitást, és maga a HEC nincs hatással az olajrétegre, nem blokkolja a törési ragasztót, jól törhet. Ugyanolyan tulajdonságokkal rendelkezik, mint a vízbázisú repesztőfolyadék, például erős homokfelfüggesztési képesség és kis súrlódási ellenállás. A 0,1-2%-os víz-alkohol keveréket, amelyet HEC-vel és más jódozott sókkal, például kálium-, nátrium- és ólommal sűrítettek, nagy nyomáson fecskendezték az olajkútba a repesztéshez, és 48 órán belül helyreállt az áramlás. A HEC-vel készült vízbázisú repesztőfolyadékoknak gyakorlatilag nincs maradéka cseppfolyósítás után, különösen az alacsony áteresztőképességű képződményekben, amelyekből nem lehet leereszteni a maradékot. Lúgos körülmények között a komplexet mangán-klorid-, réz-klorid-, réz-nitrát-, réz-szulfát- és dikromát-oldatokkal képezik, és kifejezetten repesztőfolyadékok támasztóanyag-szállítóira használják. A HEC használatával elkerülhető a magas fúrólyuk hőmérséklet miatti viszkozitásveszteség, az olajzóna megrepedése, és így is jó eredményeket érhetünk el a 371 C-nál magasabb hőmérsékletű kutakban. Fúrólyuk körülményei között a HEC nem könnyen rothad és romlik, a maradék pedig alacsony, így alapvetően nem fogja elzárni az olajutat, ami földalatti szennyezést eredményez. Teljesítményét tekintve sokkal jobb, mint a repesztésnél általánosan használt ragasztó, például a field elite. A Phillips Petroleum összehasonlította a cellulóz-éterek, például a karboxi-metil-cellulóz, a karboxi-metil-hidroxi-etil-cellulóz, a hidroxi-etil-cellulóz, a hidroxi-propil-cellulóz és a metil-cellulóz összetételét is, és úgy döntött, hogy a HEC a legjobb megoldás.

Miután a 0,6%-os alapfolyadék HEC koncentrációjú és réz-szulfát térhálósító szert tartalmazó repesztőfolyadékot a Daqing olajmezőn Kínában használták, arra a következtetésre jutottak, hogy más természetes tapadásokkal összehasonlítva a HEC repesztőfolyadékban való felhasználása a következő előnyökkel rendelkezik: „(1) Az alapfolyadék előkészítés után nem könnyen rothad, és hosszabb ideig is elhelyezhető; (2) alacsony a maradékanyag. Ez utóbbi pedig a kulcsa annak, hogy a HEC-t külföldön széles körben használják olajkutak repesztésénél.

(3.) Befejezés és munkavégzés:

A HEC alacsony szilárdságú kiegészítési folyadéka megakadályozza, hogy az iszaprészecskék elzárják a tározóteret, amikor az közeledik a tározóhoz. A vízveszteségi tulajdonságok azt is megakadályozzák, hogy az iszapból nagy mennyiségű víz kerüljön a tározóba, így biztosítva a tározó termelőképességét.

A HEC csökkenti a sárellenállást, ami csökkenti a szivattyú nyomását és az energiafogyasztást. Kiváló sóoldhatósága azt is biztosítja, hogy az olajkutak savanyítása során ne legyen csapadék.

A befejezési és beavatkozási műveletek során a HEC viszkozitását a kavics átvitelére használják. 0,5-1 kg HEC hozzáadása hordónkénti munkafolyadékhoz kavicsot és kavicsot szállíthat a fúrólyukból, ami jobb radiális és hosszirányú kavicseloszlást eredményez. A polimer ezt követő eltávolítása nagymértékben leegyszerűsíti a munka- és befejezőfolyadék eltávolításának folyamatát. Ritka esetekben a fúrások körülményei korrekciós intézkedéseket igényelnek, hogy megakadályozzák a sár visszatérését a kútfejbe a fúrás és a munkavégzés során, valamint a keringő folyadékveszteséget. Ebben az esetben egy nagy koncentrációjú HEC-oldattal gyorsan befecskendezhető 1,3-3,2 kg HEC per hordó víz fúrólyukba. Ezenkívül extrém esetekben körülbelül 23 kg HEC-t lehet minden hordó dízelolajba beletenni, és leszivattyúzni az aknán, lassan hidratálva, ahogy keveredik a kőzetvízzel a lyukban.

Az 500 millidarcy oldattal telített homokmagok permeabilitása 0,68 kg HEC/hordó koncentrációban sósavval történő savanyítással több mint 90%-ra visszaállítható. Ezenkívül a kalcium-karbonátot tartalmazó HEC-kiegészítő folyadék, amely 136 ppm szűretlen, szilárd felnőtt tengervízből készült, az eredeti szivárgási sebesség 98%-át nyerte vissza, miután a szűrőpogácsát savval eltávolították a szűrőelem felületéről.