HEC untuk Pengeboran Minyak

Hidroksietil selulosa (HEC) banyak digunakan di banyak sektor industri karena sifat pengental, suspensi, dispersi, dan retensi airnya yang sangat baik. Khususnya di ladang minyak, HEC telah digunakan dalam proses pengeboran, penyelesaian, pengerjaan ulang dan rekahan, terutama sebagai pengental air garam, dan dalam banyak aplikasi spesifik lainnya.

HECproperti untuk penggunaan ladang minyak

(1) Toleransi garam:

HEC memiliki toleransi garam yang sangat baik terhadap elektrolit. Karena HEC merupakan bahan non-ionik, maka ia tidak akan terionisasi dalam media air dan tidak akan menghasilkan residu pengendapan karena adanya konsentrasi garam yang tinggi dalam sistem, sehingga mengakibatkan perubahan viskositasnya.

HEC mengentalkan banyak larutan elektrolit monovalen dan bivalen konsentrasi tinggi, sementara penghubung serat anionik seperti CMC menghasilkan pengasinan pada beberapa ion logam. Dalam aplikasi ladang minyak, HEC sama sekali tidak terpengaruh oleh kesadahan air dan konsentrasi garam dan bahkan dapat mengentalkan cairan berat yang mengandung ion seng dan kalsium konsentrasi tinggi. Hanya aluminium sulfat yang dapat mengendapkannya. Efek pengentalan HEC dalam air tawar dan elektrolit berat NaCl, CaCl2 dan ZnBr2CaBr2 jenuh.

Toleransi garam ini memberikan peluang bagi HEC untuk memainkan peran penting baik dalam pengembangan sumur maupun lapangan lepas pantai.

(2) Viskositas dan laju geser:

HEC yang larut dalam air larut dalam air panas dan dingin, menghasilkan viskositas dan membentuk plastik palsu. Larutan berairnya aktif pada permukaan dan cenderung membentuk busa. Larutan HEC dengan viskositas sedang dan tinggi yang digunakan di ladang minyak umum bersifat non-Newtonian, menunjukkan tingkat pseudoplastik yang tinggi, dan viskositas dipengaruhi oleh laju geser. Pada laju geser rendah, molekul HEC tersusun secara acak, menghasilkan kekusutan rantai dengan viskositas tinggi, yang meningkatkan viskositas: pada laju geser tinggi, molekul menjadi berorientasi pada arah aliran, mengurangi hambatan aliran, dan viskositas menurun seiring dengan meningkatnya laju geser.

Melalui sejumlah besar percobaan, Union Carbide (UCC) menyimpulkan bahwa perilaku reologi fluida pengeboran adalah nonlinier dan dapat dinyatakan dengan hukum pangkat:

Tegangan geser = K (laju geser)n

Dimana, n adalah viskositas efektif larutan pada laju geser rendah (1s-1).

N berbanding terbalik dengan pengenceran geser. .

Dalam rekayasa lumpur, k dan n berguna ketika menghitung viskositas fluida efektif dalam kondisi lubang bawah. Perusahaan telah mengembangkan serangkaian nilai k dan n ketika HEC (4400cps) digunakan sebagai komponen lumpur pengeboran (tabel 2). Tabel ini berlaku untuk semua konsentrasi larutan HEC dalam air tawar dan air asin (0,92kg/1 nacL). Dari tabel ini, nilai yang sesuai dengan laju geser sedang (100-200rpm) dan rendah (15-30rpm) dapat ditemukan.

Penerapan HEC di ladang minyak

(1) Cairan pengeboran

HEC menambahkan cairan pengeboran biasanya digunakan dalam pengeboran batuan keras dan dalam situasi khusus seperti pengendalian kehilangan air yang bersirkulasi, kehilangan air yang berlebihan, tekanan abnormal, dan formasi serpih yang tidak merata. Hasil pengaplikasiannya juga bagus dalam pengeboran dan pengeboran lubang besar.

Karena sifat pengental, suspensi dan pelumasannya, HEC dapat digunakan dalam lumpur pengeboran untuk mendinginkan besi dan serbuk bor, dan membawa hama pemotongan ke permukaan, sehingga meningkatkan daya dukung batuan lumpur. Ini telah digunakan di ladang minyak Shengli sebagai lubang bor yang menyebarkan dan membawa cairan dengan efek yang luar biasa dan telah dipraktikkan. Di lubang bawah, ketika menghadapi laju geser yang sangat tinggi, karena perilaku reologi HEC yang unik, viskositas fluida pengeboran secara lokal bisa mendekati viskositas air. Di satu sisi, laju pengeboran ditingkatkan, mata bor tidak mudah memanas, dan masa pakai mata bor diperpanjang. Sebaliknya, lubang yang dibor bersih dan memiliki permeabilitas yang tinggi. Khususnya pada struktur batuan keras, efek ini sangat kentara, dapat menghemat banyak material. .

Secara umum diyakini bahwa daya yang dibutuhkan untuk sirkulasi fluida pengeboran pada laju tertentu sangat bergantung pada viskositas fluida pengeboran, dan penggunaan fluida pengeboran HEC dapat secara signifikan mengurangi gesekan hidrodinamik, sehingga mengurangi kebutuhan akan tekanan pompa. Dengan demikian, kepekaan terhadap hilangnya sirkulasi juga berkurang. Selain itu, torsi awal dapat dikurangi ketika siklus dilanjutkan setelah dimatikan.

Larutan kalium klorida HEC digunakan sebagai cairan pengeboran untuk meningkatkan stabilitas lubang sumur. Formasi yang tidak rata dipertahankan dalam keadaan stabil untuk memudahkan persyaratan casing. Cairan pengeboran semakin meningkatkan daya dukung batuan dan membatasi difusi stek.

HEC dapat meningkatkan daya rekat bahkan dalam larutan elektrolit. Air garam yang mengandung ion natrium, ion kalsium, ion klorida dan ion bromin sering dijumpai pada cairan pengeboran yang sensitif. Cairan pengeboran ini dikentalkan dengan HEC, yang dapat menjaga kelarutan gel dan kemampuan mengangkat viskositas yang baik dalam kisaran konsentrasi garam dan bobot lengan manusia. Hal ini dapat mencegah kerusakan pada zona produksi dan meningkatkan laju pengeboran dan produksi minyak.

Menggunakan HEC juga dapat sangat meningkatkan kinerja kehilangan cairan pada lumpur umum. Sangat meningkatkan stabilitas lumpur. HEC dapat ditambahkan sebagai aditif pada bubur bentonit salin yang tidak dapat terdispersi untuk mengurangi kehilangan air dan meningkatkan viskositas tanpa meningkatkan kekuatan gel. Pada saat yang sama, penerapan HEC pada lumpur pengeboran dapat menghilangkan dispersi tanah liat dan mencegah keruntuhan sumur. Efisiensi dehidrasi memperlambat laju hidrasi serpih lumpur pada dinding lubang bor, dan efek penutup rantai panjang HEC pada batuan dinding lubang bor memperkuat struktur batuan dan mempersulit hidrasi dan pengelupasan, sehingga mengakibatkan keruntuhan. Dalam formasi dengan permeabilitas tinggi, aditif yang menghilangkan air seperti kalsium karbonat, resin hidrokarbon pilihan, atau butiran garam yang larut dalam air mungkin efektif, namun dalam kondisi ekstrim, larutan remediasi kehilangan air dengan konsentrasi tinggi (yaitu, dalam setiap barel larutan) dapat digunakan

HEC 1,3-3,2kg) untuk mencegah hilangnya air jauh ke dalam zona produksi.

HEC juga dapat digunakan sebagai gel pelindung yang tidak dapat difermentasi dalam lumpur pengeboran untuk perawatan sumur dan untuk pengukuran tekanan dan suhu tinggi (tekanan atmosfer 200).

Keuntungan menggunakan HEC adalah proses pengeboran dan penyelesaian dapat menggunakan lumpur yang sama, mengurangi ketergantungan pada dispersan lain, pengencer dan pengatur PH, penanganan dan penyimpanan cairan sangat nyaman.

(2.) Cairan rekahan:

Dalam cairan rekahan, HEC dapat mengangkat viskositas, dan HEC sendiri tidak berpengaruh pada lapisan minyak, tidak akan menyumbat lem rekahan, dan dapat retak dengan baik. Ia juga memiliki karakteristik yang sama dengan cairan perengkahan berbahan dasar air, seperti kemampuan suspensi pasir yang kuat dan ketahanan gesekan yang kecil. Campuran air-alkohol 0,1-2%, dikentalkan dengan HEC dan garam beryodium lainnya seperti kalium, natrium dan timbal, disuntikkan ke dalam sumur minyak pada tekanan tinggi untuk rekahan, dan aliran dipulihkan dalam waktu 48 jam. Cairan rekahan berbahan dasar air yang dibuat dengan HEC hampir tidak memiliki residu setelah pencairan, terutama pada formasi dengan permeabilitas rendah yang tidak dapat dikeringkan residunya. Dalam kondisi basa, kompleks ini dibentuk dengan larutan mangan klorida, tembaga klorida, tembaga nitrat, tembaga sulfat, dan dikromat, dan secara khusus digunakan untuk proppant yang membawa cairan rekahan. Penggunaan HEC dapat menghindari hilangnya viskositas akibat temperatur downhole yang tinggi, retaknya zona oli, dan tetap mencapai hasil yang baik pada Sumur yang lebih tinggi dari 371 C. Pada kondisi downhole, HEC tidak mudah membusuk dan rusak, serta residunya rendah, jadi pada dasarnya tidak akan menghalangi jalur minyak sehingga mengakibatkan polusi bawah tanah. Dari segi performa, jauh lebih baik dibandingkan lem yang biasa digunakan pada rekahan, seperti field elite. Phillips Petroleum juga membandingkan komposisi selulosa eter seperti karboksimetil selulosa, karboksimetil hidroksietil selulosa, hidroksietil selulosa, hidroksipropil selulosa, dan metil selulosa, dan memutuskan bahwa HEC adalah solusi terbaik.

Setelah cairan rekahan dengan konsentrasi HEC cairan dasar 0,6% dan zat pengikat silang tembaga sulfat digunakan di ladang minyak Daqing di Cina, disimpulkan bahwa dibandingkan dengan adhesi alami lainnya, penggunaan HEC dalam cairan rekahan memiliki keunggulan “(1) cairan dasar tidak mudah membusuk setelah disiapkan, dan dapat disimpan lebih lama; (2) residunya rendah. Dan yang terakhir ini adalah kunci agar HEC dapat digunakan secara luas pada rekahan sumur minyak di luar negeri.

(3.) Penyelesaian dan pengerjaan ulang:

Fluida penyelesaian dengan padatan rendah HEC mencegah partikel lumpur menghalangi ruang reservoir saat mendekati reservoir. Sifat kehilangan air juga mencegah sejumlah besar air masuk ke reservoir dari lumpur untuk menjamin kapasitas produktif reservoir.

HEC mengurangi hambatan lumpur, sehingga menurunkan tekanan pompa dan mengurangi konsumsi daya. Kelarutan garamnya yang sangat baik juga memastikan tidak ada pengendapan saat mengasamkan sumur minyak.

Dalam operasi penyelesaian dan intervensi, viskositas HEC digunakan untuk memindahkan kerikil. Menambahkan 0,5-1kg HEC per barel fluida kerja dapat membawa kerikil dan kerikil dari lubang bor, menghasilkan distribusi kerikil yang lebih baik secara radial dan memanjang di lubang bawah. Penghilangan polimer selanjutnya sangat menyederhanakan proses penghilangan cairan workover dan penyelesaian. Terkadang, kondisi lubang bawah memerlukan tindakan perbaikan untuk mencegah lumpur kembali ke kepala sumur selama pengeboran dan pengerjaan ulang serta kehilangan cairan dalam sirkulasi. Dalam hal ini, larutan HEC konsentrasi tinggi dapat digunakan untuk menyuntikkan 1,3-3,2kg HEC per barel lubang bawah air dengan cepat. Selain itu, dalam kasus ekstrim, sekitar 23kg HEC dapat dimasukkan ke dalam setiap barel solar dan dipompa ke poros, menghidrasinya secara perlahan saat bercampur dengan air batu di dalam lubang.

Permeabilitas inti pasir jenuh dengan larutan 500 milidarsi pada konsentrasi 0,68 kg HEC per barel dapat dipulihkan hingga lebih dari 90% dengan pengasaman dengan asam klorida. Selain itu, cairan penyelesaian HEC yang mengandung kalsium karbonat, yang terbuat dari 136ppm air laut dewasa padat tanpa filter, memulihkan 98% dari laju rembesan asli setelah kue filter dihilangkan dari permukaan elemen filter dengan asam.