HEC per perforazione petrolifera

L'idrossietil cellulosa (HEC) è ampiamente utilizzato in molti settori industriali per le sue eccellenti proprietà di ispessimento, sospensione, dispersione e ritenzione idrica. Soprattutto nel campo petrolifero, l'HEC è stato utilizzato nei processi di perforazione, completamento, workover e frattura, principalmente come addensante in salamoia e in molte altre applicazioni specifiche.

HECProprietà all'uso dei campi petroliferi

(1) Tolleranza al sale:

HEC ha un'eccellente tolleranza al sale per gli elettroliti. Poiché l'HEC è un materiale non ionico, non sarà ionizzato nel mezzo d'acqua e non produrrà residui di precipitazione a causa della presenza di elevata concentrazione di sali nel sistema, con conseguente cambiamento della sua viscosità.

L'HEC ispettisce molte soluzioni di elettroliti monovalenti e bivalenti ad alta concentrazione, mentre collegamenti anionici in fibra come la CMC producono sale da alcuni ioni metallici. Nelle applicazioni del campo petrolifero, l'HEC non è completamente influenzato dalla durezza dell'acqua e dalla concentrazione di sale e può persino ispirare fluidi pesanti contenenti alte concentrazioni di ioni di zinco e calcio. Solo il solfato di alluminio può precipitarlo. Effetto ispessimento dell'HEC in acqua dolce e NaCl saturi, Cacl2 e ZnBR2CABR2 Elettrolita pesante.

Questa tolleranza al sale offre all'HEC l'opportunità di svolgere un ruolo importante sia in questo sviluppo del campo bene che offshore.

(2) Viscosità e tasso di taglio:

L'HEC solubile in acqua si dissolve sia in acqua calda che fredda, producendo viscosità e formando materiali falsi. La sua soluzione acquosa è attiva in superficie e tende a formare schiume. La soluzione di viscosità media e alta HEC utilizzata nel campo petrolifero generale è non newtoniana, che mostra un alto grado di pseudoplastico e la viscosità è influenzata dalla frequenza di taglio. A bassa velocità di taglio, le molecole HEC sono disposte in modo casuale, con conseguenti grovigli a catena con elevata viscosità, che migliora la viscosità: ad alta velocità di taglio, le molecole si orientano con la direzione del flusso, riducendo la resistenza al flusso e la viscosità diminuisce con l'aumento della velocità di taglio.

Attraverso un gran numero di esperimenti, Union Carbide (UCC) ha concluso che il comportamento reologico del fluido di perforazione è non lineare e può essere espresso dalla legge sul potere:

Stress di taglio = k (tasso di taglio) n

Dove, n è l'effettiva viscosità della soluzione a una bassa velocità di taglio (1S-1).

N è inversamente proporzionale alla diluizione di taglio. .

Nell'ingegneria del fango, K e N sono utili quando si calcolano la viscosità del fluido efficace in condizioni di malvagità. La società ha sviluppato una serie di valori per K e N quando l'HEC (4400 cps) è stato usato come componente di fango di perforazione (Tabella 2). Questa tabella si applica a tutte le concentrazioni di soluzioni HEC in acqua fresca e salata (0,92 kg/1 NaCl). Da questa tabella, si possono trovare i valori corrispondenti al medio (100-200 giri / min) e basse (15-30 giri / min).

Applicazione di HEC nel campo petrolifero

(1) Fluido di perforazione

I fluidi di perforazione aggiunti HEC sono comunemente usati nella perforazione della roccia dura e in situazioni speciali come il controllo circolante per la perdita di acqua, la perdita di acqua eccessiva, la pressione anormale e le formazioni di scisti irregolari. I risultati dell'applicazione sono anche buoni nelle perforazioni e nella perforazione a foro di grandi dimensioni.

A causa delle sue proprietà di ispessimento, sospensioni e lubrificazione, l'HEC può essere utilizzato nella perforazione del fango per raffreddare il ferro e le talee di perforazione e portare i parassiti di taglio in superficie, migliorando la capacità di carico della roccia del fango. È stato usato nel campo petrolifero Shengli come diffusione del pozzo e trasporto di liquidi con un effetto notevole ed è stato messo in pratica. Nel foro, quando si incontrano una frequenza di taglio molto elevata, a causa del comportamento reologico unico dell'HEC, la viscosità del fluido di perforazione può essere localmente vicino alla viscosità dell'acqua. Da un lato, la frequenza di perforazione è migliorata e il BIT non è facile da riscaldarsi e la durata del BIT è prolungata. D'altra parte, i fori perforati sono puliti e hanno un'alta permeabilità. Soprattutto nella struttura della roccia dura, questo effetto è molto ovvio, può salvare molti materiali. .

Si ritiene generalmente che la potenza richiesta per la circolazione del fluido di perforazione a una determinata velocità dipenda in gran parte dalla viscosità del fluido di perforazione e l'uso del fluido di perforazione HEC può ridurre significativamente l'attrito idrodinamico, riducendo così la necessità di pressione della pompa. Pertanto, anche la sensibilità alla perdita di circolazione è ridotta. Inoltre, la coppia di partenza può essere ridotta quando il ciclo riprende dopo l'arresto.

La soluzione di cloruro di potassio di HEC è stata utilizzata come fluido di perforazione per migliorare la stabilità del pozzo. La formazione irregolare è tenuta in uno stato stabile per alleviare i requisiti di involucro. Il fluido di perforazione migliora ulteriormente la capacità di trasporto della roccia e limita la diffusione delle talee.

L'HEC può migliorare l'adesione anche in soluzione elettrolitica. L'acqua salina contenente ioni di sodio, ioni di calcio, ioni cloruro e ioni di bromo si incontrano spesso nel fluido di perforazione sensibile. Questo fluido di perforazione è ispessito con HEC, che può mantenere la solubilità in gel e la buona capacità di sollevamento della viscosità all'interno della gamma di concentrazione di sale e ponderazione dei bracci umani. Può prevenire danni alla zona di produzione e aumentare la frequenza di perforazione e la produzione di petrolio.

L'uso di HEC può anche migliorare notevolmente le prestazioni della perdita di fluidi del fango generale. Migliorare notevolmente la stabilità del fango. L'HEC può essere aggiunto come additivo a una sospensione di bentonite salini non dispersibile per ridurre la perdita di acqua e aumentare la viscosità senza aumentare la resistenza al gel. Allo stesso tempo, l'applicazione di HEC alla perforazione del fango può rimuovere la dispersione dell'argilla e prevenire il collasso. L'efficienza di disidratazione rallenta la velocità di idratazione dello scisto di fango sulla parete del foro e l'effetto di rivestimento della lunga catena di HEC sulla roccia della parete del foro rafforza la struttura della roccia e rende difficile essere idratati e spalling, con conseguente collasso. Nelle formazioni ad alta permeabilità, additivi per la perdita d'acqua come carbonato di calcio, resine idrocarburiche selezionate o chicchi di sale solubili in acqua possono essere efficaci, ma in condizioni estreme, un'alta concentrazione di soluzione di risanamento per la perdita d'acqua (cioè in ogni barile di soluzione) può essere usato

HEC 1.3-3.2 kg) per impedire la perdita di acqua in profondità nella zona di produzione.

L'HEC può anche essere utilizzato come gel di protezione non fermentabile nella perforazione di fango per un trattamento dei pozzi e per la pressione ad alta pressione (200 pressione atmosferica) e la misurazione della temperatura.

Il vantaggio dell'utilizzo di HEC è che i processi di perforazione e completamento possono utilizzare lo stesso fango, ridurre la dipendenza da altri disperdenti, diluenti e regolatori di pH, la manipolazione e lo stoccaggio dei liquidi sono molto convenienti.

(2.) Fluido fratturale:

Nel fluido di frattura, l'HEC può sollevare la viscosità e l'HEC stesso non ha alcun effetto sullo strato di olio, non bloccerà il glume della frattura, può fratturare bene. Ha anche le stesse caratteristiche del fluido di cracking a base d'acqua, come una forte capacità di sospensione della sabbia e una piccola resistenza di attrito. La miscela di alcol d'acqua dello 0,1-2%, ispessita da HEC e altri sali iodizzati come potassio, sodio e piombo, è stata iniettata nel pozzo dell'olio ad alta pressione per la frattura e il flusso è stato ripristinato entro 48 ore. I fluidi di frattura a base d'acqua realizzati con HEC non hanno praticamente residui dopo liquefazione, specialmente nelle formazioni con bassa permeabilità che non possono essere drenate dai residui. In condizioni alcaline, il complesso è formato con cloruro di manganese, cloruro di rame, nitrato di rame, solfato di rame e soluzioni di dicromato ed è utilizzato appositamente per i fluidi di fratturazione di proppant. L'uso di HEC può evitare la perdita di viscosità a causa delle alte temperature di malvagità, della frattura della zona dell'olio e comunque ottenere buoni risultati in pozzi superiori a 371 C. Quindi fondamentalmente non bloccerà il percorso del petrolio, con conseguente inquinamento sotterraneo. In termini di prestazioni, è molto meglio della colla comunemente usata nella frattura, come il campo d'élite. Phillips petrolio ha anche confrontato la composizione di eteri di cellulosa come carbossimetil cellulosa, carbossimetil idrossietil cellulosa, idrossietil cellulosa, idrossipropil cellulosa e metil cellulosa e ha deciso che l'HEC era la soluzione migliore.

Dopo che il fluido fratturale con la concentrazione di fluido di base dello 0,6% di base e l'agente reticolato di rame sono stati utilizzati nel campo petrolifero di Daqing in Cina, si conclude che rispetto ad altre aderenze naturali, l'uso di HEC nel fluido fratturale presenta i vantaggi di "(1) il Il fluido di base non è facile da marcire dopo essere stato preparato e può essere posizionato per un tempo più lungo; (2) Il residuo è basso. E quest'ultimo è la chiave per l'HEC che deve essere ampiamente utilizzato nel pozzo petrolifero che frattura all'estero.

(3.) Completamento e workover:

Il fluido di completamento a basso solido di HEC impedisce alle particelle di fango di bloccare lo spazio del serbatoio mentre si avvicina al serbatoio. Le proprietà per la perdita dell'acqua impediscono inoltre a grandi quantità di acqua di entrare nel serbatoio dal fango per garantire la capacità produttiva del serbatoio.

HEC riduce la resistenza di fango, che abbassa la pressione della pompa e riduce il consumo di energia. La sua eccellente solubilità al sale garantisce anche che non vi siano precipitazioni quando acidizzano i pozzi di petrolio.

Nel completamento e nelle operazioni di intervento, la viscosità di HEC viene utilizzata per trasferire la ghiaia. L'aggiunta di 0,5-1 kg di HEC per barile del fluido di lavoro può trasportare ghiaia e ghiaia dal pozzo, con conseguente migliore e radiale e longitudinale distribuzione della distribuzione della ghiaia. La successiva rimozione del polimero semplifica notevolmente il processo di rimozione del workover e del fluido di completamento. In rare occasioni, le condizioni di malvagità richiedono un'azione correttiva per impedire al fango di tornare alla testa del pozzo durante la perforazione e il workover e la perdita di liquidi circolanti. In questo caso, una soluzione HEC ad alta concentrazione può essere utilizzata per iniettare rapidamente 1,3-3,2 kg di HEC per barile di downlow d'acqua. Inoltre, in casi estremi, circa 23 kg di HEC possono essere messi in ogni barile di diesel e pompato lungo l'albero, idratandolo lentamente mentre si mescola con acqua di roccia nel foro.

La permeabilità dei nuclei di sabbia saturi con 500 millidarcy a una concentrazione di 0. 68 kg di HEC al barile può essere ripristinata a oltre il 90% mediante acidificazione con acido cloridrico. Inoltre, il fluido di completamento HEC contenente carbonato di calcio, che è stato realizzato con 136 ppm di acqua di mare adulta solida non filtrata, ha recuperato il 98% della velocità di infiltrazione originale dopo che la torta del filtro è stata rimossa dalla superficie dell'elemento filtro dall'acido.