ՀԷԿ նավթի հորատման համար

Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը (HEC) լայնորեն օգտագործվում է բազմաթիվ արդյունաբերական ոլորտներում խտացման, կասեցման, ցրման և ջրի պահպանման գերազանց հատկությունների համար: Հատկապես նավթային դաշտում, HEC-ն օգտագործվել է հորատման, ավարտման, մշակման և ճեղքման գործընթացներում, հիմնականում որպես խտացուցիչ աղաջրում և շատ այլ հատուկ կիրառություններում:

ՀԵԿնավթի հանքավայրերի օգտագործման առանձնահատկությունները

(1) աղի հանդուրժողականություն.

HEC-ն ունի էլեկտրոլիտների աղի գերազանց հանդուրժողականություն: Քանի որ ՀԷԿ-ը ոչ իոնային նյութ է, այն չի իոնացվի ջրային միջավայրում և չի առաջացնի տեղումների մնացորդ՝ համակարգում աղերի բարձր կոնցենտրացիայի առկայության պատճառով, ինչը հանգեցնում է դրա մածուցիկության փոփոխության:

HEC-ը խտացնում է շատ բարձր կոնցենտրացիայի միավալենտ և երկվալենտ էլեկտրոլիտային լուծույթներ, մինչդեռ անիոնային մանրաթելերի կապակցիչները, ինչպիսին է CMC-ն, արտադրում են որոշ մետաղական իոնների աղակալում: Նավթահանքային կիրառություններում HEC-ը լիովին չի ազդում ջրի կարծրության և աղի կոնցենտրացիայից և կարող է նույնիսկ խտացնել ծանր հեղուկները, որոնք պարունակում են ցինկի և կալցիումի իոնների բարձր կոնցենտրացիաներ: Միայն ալյումինի սուլֆատը կարող է նստեցնել այն: HEC-ի խտացման ազդեցությունը քաղցրահամ ջրի և հագեցած NaCl, CaCl2 և ZnBr2CaBr2 ծանր էլեկտրոլիտի մեջ:

Աղի այս հանդուրժողականությունը HEC-ին հնարավորություն է տալիս կարևոր դեր խաղալ ինչպես այս ջրհորի, այնպես էլ օֆշորային դաշտերի զարգացման մեջ:

(2) Մածուցիկություն և կտրվածքի արագություն.

Ջրի լուծվող HEC-ը լուծվում է ինչպես տաք, այնպես էլ սառը ջրում՝ առաջացնելով մածուցիկություն և ձևավորելով կեղծ պլաստմասսա: Դրա ջրային լուծույթը մակերեւութային ակտիվ է և հակված է փրփուրների ձևավորմանը։ Ընդհանուր նավթային հանքավայրում օգտագործվող միջին և բարձր մածուցիկության ՀԷԿ-ի լուծույթը ոչ նյուտոնական է, ցույց է տալիս կեղծ պլաստիկության բարձր աստիճան, և մածուցիկության վրա ազդում է կտրման արագությունը: Ցածր կտրվածքի արագությամբ, HEC մոլեկուլները պատահականորեն դասավորված են, ինչը հանգեցնում է բարձր մածուցիկությամբ շղթայի խճճվածքի, ինչը բարելավում է մածուցիկությունը. բարձր կտրվածքի արագության դեպքում մոլեկուլները կողմնորոշվում են հոսքի ուղղությամբ՝ նվազեցնելով հոսքի դիմադրությունը, և մածուցիկությունը նվազում է կտրման արագության աճով:

Մեծ թվով փորձերի միջոցով Union Carbide-ը (UCC) եզրակացրեց, որ հորատման հեղուկի ռեոլոգիական վարքագիծը ոչ գծային է և կարող է արտահայտվել ուժային օրենքով.

Կտրող լարվածություն = K (կտրման արագություն)n

Որտեղ n-ը լուծույթի արդյունավետ մածուցիկությունն է ցածր կտրվածքի արագությամբ (1s-1):

N-ը հակադարձ համեմատական ​​է կտրվածքի նոսրացմանը: .

Ցեխի ճարտարագիտության մեջ k-ն և n-ն օգտակար են հեղուկի արդյունավետ մածուցիկությունը ներքևի պայմաններում հաշվարկելիս: Ընկերությունը մշակել է k և n արժեքների հավաքածու, երբ HEC(4400cps) օգտագործվել է որպես հորատման ցեխի բաղադրիչ (աղյուսակ 2): Այս աղյուսակը վերաբերում է HEC լուծույթների բոլոր կոնցենտրացիաներին քաղցր և աղի ջրերում (0,92 կգ/1 nacL): Այս աղյուսակից կարելի է գտնել միջին (100-200rpm) և ցածր (15-30rpm) կտրման արագությանը համապատասխանող արժեքները:

HEC-ի կիրառումը նավթային դաշտում

(1) Հորատման հեղուկ

HEC-ի ավելացված հորատման հեղուկները սովորաբար օգտագործվում են կոշտ ապարների հորատման և հատուկ իրավիճակներում, ինչպիսիք են շրջանառվող ջրի կորստի վերահսկումը, ջրի չափազանց մեծ կորուստը, աննորմալ ճնշումը և անհավասար թերթաքարային գոյացությունները: Կիրառման արդյունքները լավ են նաև հորատման և մեծ անցքերի հորատման ժամանակ:

Իր խտացման, կասեցման և քսման հատկությունների շնորհիվ HEC-ը կարող է օգտագործվել ցեխի հորատման մեջ՝ երկաթի և հորատման հատումները սառեցնելու և կտրող վնասատուներին մակերես դուրս բերելու համար՝ բարելավելով ցեխի ժայռերի կրող կարողությունը: Այն օգտագործվել է Շենգլիի նավթահանքում՝ որպես հորատանցք տարածող և կրող հեղուկ՝ ուշագրավ ազդեցությամբ և կիրառվել: Հորատանցքում, երբ հանդիպում ենք շատ բարձր կտրվածքի արագության, ՀԷԿ-ի յուրահատուկ ռեոլոգիական վարքագծի պատճառով, հորատող հեղուկի մածուցիկությունը կարող է տեղայինորեն մոտ լինել ջրի մածուցիկությանը: Մի կողմից, հորատման արագությունը բարելավվում է, և բիթը հեշտ չէ տաքացնել, և բիթի ծառայության ժամկետը երկարաձգվում է: Մյուս կողմից, փորված անցքերը մաքուր են և ունեն բարձր թափանցելիություն։ Հատկապես կոշտ ժայռերի կառուցվածքում այս էֆեկտը շատ ակնհայտ է, կարող է շատ նյութեր խնայել: .

Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ հորատման հեղուկի որոշակի արագությամբ շրջանառության համար պահանջվող հզորությունը մեծապես կախված է հորատման հեղուկի մածուցիկությունից, և HEC հորատման հեղուկի օգտագործումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել հիդրոդինամիկական շփումը՝ այդպիսով նվազեցնելով պոմպի ճնշման անհրաժեշտությունը: Այսպիսով, շրջանառության կորստի նկատմամբ զգայունությունը նույնպես նվազում է։ Բացի այդ, մեկնարկային մոմենտը կարող է կրճատվել, երբ ցիկլը վերսկսվում է անջատումից հետո:

HEC-ի կալիումի քլորիդի լուծույթը օգտագործվել է որպես հորատման հեղուկ՝ հորատանցքի կայունությունը բարելավելու համար: Անհավասար ձևավորումը պահվում է կայուն վիճակում՝ պատյանների պահանջները մեղմելու համար: Հորատման հեղուկը հետագայում բարելավում է քարերի կրող հզորությունը և սահմանափակում հատումների տարածումը:

HEC-ը կարող է բարելավել կպչունությունը նույնիսկ էլեկտրոլիտային լուծույթում: Նատրիումի իոններ, կալցիումի իոններ, քլորիդ իոններ և բրոմի իոններ պարունակող աղի ջուրը հաճախ հանդիպում է զգայուն հորատման հեղուկում: Հորատման այս հեղուկը խտացված է HEC-ով, որը կարող է պահպանել գելի լուծելիությունը և լավ մածուցիկությունը բարձրացնելու ունակությունը աղի կոնցենտրացիայի և մարդու ձեռքերի քաշի սահմաններում: Այն կարող է կանխել արդյունահանման գոտու վնասը և ավելացնել հորատման արագությունը և նավթի արդյունահանումը:

HEC-ի օգտագործումը կարող է նաև զգալիորեն բարելավել ընդհանուր ցեխի հեղուկի կորստի արդյունավետությունը: Մեծապես բարելավել ցեխի կայունությունը: HEC-ը կարող է ավելացվել որպես հավելում ոչ ցրվող աղի բենտոնիտի ցեխի մեջ՝ նվազեցնելու ջրի կորուստը և բարձրացնելու մածուցիկությունը՝ առանց գելի ուժի ավելացման: Միևնույն ժամանակ, հորատման ցեխի վրա HEC-ի կիրառումը կարող է հեռացնել կավի ցրվածությունը և կանխել ջրհորի փլուզումը: Ջրազրկման արդյունավետությունը դանդաղեցնում է ցեխի թերթաքարերի հիդրացման արագությունը հորատանցքի պատի վրա, իսկ ՀԷԿ-ի երկար շղթայի ծածկող ազդեցությունը հորատանցքի պատի ժայռի վրա ամրացնում է ժայռի կառուցվածքը և դժվարացնում է խոնավացումը և փխրունությունը, ինչի հետևանքով փլուզվում է: Բարձր թափանցելիության ձևավորումներում ջրի կորստի հավելումները, ինչպիսիք են կալցիումի կարբոնատը, ընտրված ածխաջրածնային խեժերը կամ ջրում լուծվող աղի հատիկները, կարող են արդյունավետ լինել, բայց ծայրահեղ պայմաններում ջրի կորստի վերականգնման լուծույթի բարձր կոնցենտրացիան (այսինքն՝ լուծույթի յուրաքանչյուր տակառում) կարող է օգտագործվել

ՀԷԿ 1.3-3.2կգ) արտադրական գոտու խորքում ջրի կորուստը կանխելու համար:

HEC-ը կարող է օգտագործվել նաև որպես չխմորվող պաշտպանիչ գել հորատման ցեխում հորատանցքերի մշակման և բարձր ճնշման (200 մթնոլորտային ճնշում) և ջերմաստիճանի չափման համար:

HEC-ի օգտագործման առավելությունն այն է, որ հորատման և ավարտման գործընթացները կարող են օգտագործել նույն ցեխը, նվազեցնել կախվածությունը այլ դիսպերսատորներից, նոսրացուցիչներից և PH կարգավորիչներից, հեղուկի մշակումը և պահեստավորումը շատ հարմար են:

(2.) Ճեղքող հեղուկ.

Ճեղքող հեղուկում HEC-ը կարող է բարձրացնել մածուցիկությունը, և ՀԵԿ-ն ինքնին չի ազդում յուղի շերտի վրա, չի արգելափակի կոտրվածքի սոսինձը, կարող է լավ կոտրվել: Այն նաև ունի նույն բնութագրերը, ինչ ջրի վրա հիմնված ճաքող հեղուկը, ինչպիսիք են ուժեղ ավազի կախման ունակությունը և փոքր շփման դիմադրությունը: 0,1-2% ջուր-ալկոհոլ խառնուրդը, որը խտացրել է HEC-ով և այլ յոդացված աղերով, ինչպիսիք են կալիումը, նատրիումը և կապարը, բարձր ճնշման տակ ներարկվել է նավթահոր՝ ճեղքվելու համար, և հոսքը վերականգնվել է 48 ժամվա ընթացքում: Ջրի վրա հիմնված ճեղքող հեղուկները, որոնք պատրաստված են HEC-ով, հեղուկացումից հետո գործնականում մնացորդներ չունեն, հատկապես ցածր թափանցելիությամբ գոյացություններում, որոնք չեն կարող արտանետվել մնացորդներից: Ալկալային պայմաններում համալիրը ձևավորվում է մանգանի քլորիդի, պղնձի քլորիդի, պղնձի նիտրատի, պղնձի սուլֆատի և երկքրոմատի լուծույթներով և հատուկ օգտագործվում է ճեղքող հեղուկներ կրող նյութի համար: HEC-ի օգտագործումը կարող է խուսափել մածուցիկության կորստից՝ ներքևի բարձր ջերմաստիճանի, նավթի գոտու ճեղքման պատճառով և դեռ լավ արդյունքների հասնել 371 C-ից բարձր ջրհորներում: Անտառային պայմաններում ՀԷԿ-ը հեշտ չէ փտել և փչանալ, իսկ մնացորդը ցածր է, այնպես որ այն հիմնականում չի փակի նավթի ճանապարհը, ինչը կհանգեցնի ստորգետնյա աղտոտմանը: Կատարողականության առումով այն շատ ավելի լավ է, քան կոտրվածքների ժամանակ սովորաբար օգտագործվող սոսինձը, ինչպիսին է դաշտային էլիտան: Phillips Petroleum-ը նաև համեմատեց բջջանյութի եթերների բաղադրությունը, ինչպիսիք են կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը, կարբոքսիմեթիլ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը, հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը, հիդրօքսիպրոպիլ ցելյուլոզը և մեթիլ ցելյուլոզը և որոշեց, որ HEC-ը լավագույն լուծումն է:

Այն բանից հետո, երբ ճեղքող հեղուկը 0,6% բազային հեղուկով HEC կոնցենտրացիայով և պղնձի սուլֆատի խաչաձև կապող նյութով օգտագործվեց Չինաստանի Daqing նավթահանքում, եզրակացվում է, որ համեմատած այլ բնական կպչունության հետ, HEC-ի օգտագործումը ճեղքող հեղուկում ունի «(1) առավելություններ. բազային հեղուկը պատրաստվելուց հետո հեշտ չէ փտել և կարող է տեղադրվել ավելի երկար; (2) մնացորդը ցածր է: Իսկ վերջինս բանալին է ՀԷԿ-ի համար, որպեսզի լայնորեն կիրառվի արտասահմանում նավթահորերի ճեղքումներում:

(3.) Ավարտում և մշակում.

HEC-ի ցածր պինդ լրացման հեղուկը թույլ չի տալիս ցեխի մասնիկները արգելափակել ջրամբարի տարածքը, երբ այն մոտենում է ջրամբարին: Ջրի կորստի հատկությունները նաև թույլ չեն տալիս մեծ քանակությամբ ջուր ներթափանցել ցեխից ջրամբար՝ ապահովելու ջրամբարի արտադրողականությունը:

HEC-ը նվազեցնում է ցեխի ձգումը, ինչը նվազեցնում է պոմպի ճնշումը և նվազեցնում էներգիայի սպառումը: Աղի գերազանց լուծելիությունը նաև ապահովում է, որ տեղումներ չլինեն նավթային հորերի թթվայնացման ժամանակ:

Ավարտման և միջամտության գործողություններում HEC-ի մածուցիկությունը օգտագործվում է մանրախիճ տեղափոխելու համար: Աշխատանքային հեղուկի մեկ տակառի համար 0,5-1 կգ HEC ավելացնելը կարող է հորատանցքից խիճ և մանրախիճ տեղափոխել, ինչը հանգեցնում է ավելի լավ շառավղային և երկայնական մանրախիճի բաշխման ներքև: Պոլիմերի հետագա հեռացումը մեծապես հեշտացնում է վերամշակման և ավարտական ​​հեղուկի հեռացման գործընթացը: Հազվագյուտ դեպքերում, փոսերի պայմանները պահանջում են ուղղիչ գործողություններ, որպեսզի կանխեն ցեխի վերադարձը դեպի հորատանցք հորատման և աշխատանքի ընթացքում և շրջանառվող հեղուկի կորուստը: Այս դեպքում, բարձր կոնցենտրացիայի HEC լուծույթը կարող է օգտագործվել 1,3-3,2 կգ HEC արագ ներարկելու համար մեկ բարել ջրի անցքի համար: Բացի այդ, ծայրահեղ դեպքերում, մոտ 23 կգ HEC կարելի է լցնել դիզելային վառելիքի յուրաքանչյուր տակառի մեջ և մղել լիսեռի ներքև՝ դանդաղորեն խոնավացնելով այն, քանի որ այն խառնվում է փոսում ժայռի ջրի հետ:

500 millidarcy լուծույթով հագեցած ավազի միջուկների թափանցելիությունը 0.68 կգ HEC մեկ բարելի դիմաց կարող է վերականգնվել ավելի քան 90% աղաթթվով թթվացման միջոցով: Բացի այդ, կալցիումի կարբոնատ պարունակող HEC-ի ավարտման հեղուկը, որը պատրաստված էր 136 ppm չզտված չափահաս պինդ ծովի ջրից, վերականգնեց սկզբնական արտահոսքի արագության 98%-ը այն բանից հետո, երբ ֆիլտրի տորթը հեռացվեց ֆիլտրի տարրի մակերևույթից թթվով: