HEC ნავთობის ბურღვისთვის

ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა (HEC) ფართოდ გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიულ სექტორში გასქელების, შეჩერების, დისპერსიისა და წყლის შეკავების შესანიშნავი თვისებების გამო. განსაკუთრებით ნავთობის საბადოში, HEC გამოიყენებოდა ბურღვის, დასრულების, დამუშავებისა და გატეხვის პროცესებში, ძირითადად, როგორც გასქელება მარილწყალში და ბევრ სხვა სპეციფიკურ პროგრამაში.

HECნავთობის საბადოების გამოყენების თვისებები

(1) მარილის ტოლერანტობა:

HEC-ს აქვს ელექტროლიტებისადმი მარილის შესანიშნავი ტოლერანტობა. ვინაიდან HEC არის არაიონური მასალა, ის არ იონიზდება წყლის გარემოში და არ წარმოქმნის ნალექების ნარჩენებს სისტემაში მარილების მაღალი კონცენტრაციის არსებობის გამო, რის შედეგადაც იცვლება მისი სიბლანტე.

HEC ასქელებს ბევრ მაღალი კონცენტრაციის მონოვალენტურ და ბივალენტურ ელექტროლიტურ ხსნარს, ხოლო ანიონური ბოჭკოების დამაკავშირებელი საშუალებები, როგორიცაა CMC, წარმოქმნის მარილიანობას ზოგიერთი ლითონის იონებისგან. ნავთობის საბადოს გამოყენებაში, HEC-ს სრულიად არ აქვს გავლენა წყლის სიხისტე და მარილის კონცენტრაცია და შეუძლია მძიმე სითხეების გასქელებაც კი, რომელიც შეიცავს თუთიის და კალციუმის იონების მაღალ კონცენტრაციას. მხოლოდ ალუმინის სულფატს შეუძლია მისი დალექვა. HEC-ის გასქელება ეფექტი მტკნარ წყალში და გაჯერებულ NaCl, CaCl2 და ZnBr2CaBr2 მძიმე ელექტროლიტში.

მარილის ეს ტოლერანტობა HEC-ს აძლევს შესაძლებლობას ითამაშოს მნიშვნელოვანი როლი როგორც ამ ჭაბურღილის, ასევე ოფშორული ველის განვითარებაში.

(2) სიბლანტე და ათვლის სიჩქარე:

წყალში ხსნადი HEC იხსნება როგორც ცხელ, ასევე ცივ წყალში, წარმოქმნის სიბლანტეს და წარმოქმნის ყალბ პლასტმასს. მისი წყალხსნარი ზედაპირულად აქტიურია და მიდრეკილია ქაფების წარმოქმნას. საშუალო და მაღალი სიბლანტის HEC-ის ხსნარი, რომელიც გამოიყენება ზოგადად ნავთობის საბადოში, არის არანიუტონური, აჩვენებს ფსევდოპლასტიკის მაღალ ხარისხს და სიბლანტეზე გავლენას ახდენს ათვლის სიჩქარე. დაბალი ათვლის სიჩქარით, HEC მოლეკულები შემთხვევით განლაგებულია, რის შედეგადაც ხდება მაღალი სიბლანტის მქონე ჯაჭვის ჩახლართული, რაც აუმჯობესებს სიბლანტეს: მაღალი ათვლის სიჩქარით, მოლეკულები ორიენტირებულია ნაკადის მიმართულებაზე, მცირდება ნაკადისადმი წინააღმდეგობა და სიბლანტე მცირდება ათვლის სიჩქარის მატებასთან ერთად.

ექსპერიმენტების დიდი რაოდენობით, Union Carbide-მა (UCC) დაასკვნა, რომ საბურღი სითხის რეოლოგიური ქცევა არაწრფივია და შეიძლება გამოიხატოს სიმძლავრის კანონით:

ათვლის დაძაბულობა = K (ათვლის სიჩქარე)n

სადაც, n არის ხსნარის ეფექტური სიბლანტე დაბალი ათვლის სიჩქარით (1s-1).

N უკუპროპორციულია ათვლის განზავების მიმართ. .

ტალახის ინჟინერიაში k და n გამოსადეგია სითხის ეფექტური სიბლანტის გაანგარიშებისას ქვევრ პირობებში. კომპანიამ შეიმუშავა k და n-ის მნიშვნელობების ნაკრები, როდესაც HEC(4400cps) გამოიყენებოდა საბურღი ტალახის კომპონენტად (ცხრილი 2). ეს ცხრილი ეხება HEC ხსნარების ყველა კონცენტრაციას მტკნარ და მარილიან წყალში (0.92 კგ/1 ნაკლ). ამ ცხრილიდან შეგიძლიათ იხილოთ საშუალო (100-200 rpm) და დაბალი (15-30 rpm) ათვლის სიჩქარის შესაბამისი მნიშვნელობები.

HEC-ის გამოყენება ნავთობის საბადოში

(1) საბურღი სითხე

HEC დამატებული საბურღი სითხეები ჩვეულებრივ გამოიყენება მძიმე ქანების ბურღვაში და სპეციალურ სიტუაციებში, როგორიცაა მოცირკულირე წყლის დაკარგვის კონტროლი, წყლის გადაჭარბებული დანაკარგი, არანორმალური წნევა და არათანაბარი ფიქლის წარმონაქმნები. აპლიკაციის შედეგები ასევე კარგია ბურღვისა და დიდი ხვრელების ბურღვისას.

მისი გასქელების, შეჩერების და შეზეთვის თვისებების გამო, HEC შეიძლება გამოყენებულ იქნას საბურღი ტალახში, რათა გაცივდეს რკინისა და საბურღი კალმები, და ამოიღოს მჭრელი მავნებლები ზედაპირზე, აუმჯობესებს ტალახის ქანების ტარებას. იგი გამოიყენებოდა შენგლის ნავთობის საბადოში, როგორც ჭაბურღილის გამავრცელებელი და მატარებელი სითხე, განსაკუთრებული ეფექტით და პრაქტიკაშიც იქნა დანერგილი. ხვრელში, როდესაც ვხვდებით ძალიან მაღალ ათვლის სიჩქარეს, HEC-ის უნიკალური რეოლოგიური ქცევის გამო, საბურღი სითხის სიბლანტე შეიძლება ლოკალურად ახლოს იყოს წყლის სიბლანტესთან. ერთის მხრივ, ბურღვის სიჩქარე გაუმჯობესებულია და ბიტი არ არის ადვილი გაცხელება და ბიტის მომსახურების ვადა გახანგრძლივებულია. მეორეს მხრივ, გაბურღული ხვრელები სუფთაა და აქვთ მაღალი გამტარიანობა. განსაკუთრებით მძიმე კლდის სტრუქტურაში, ეს ეფექტი ძალიან აშკარაა, შეუძლია დაზოგოს ბევრი მასალა. .

ზოგადად მიჩნეულია, რომ მოცემული სიჩქარით საბურღი სითხის ცირკულაციისთვის საჭირო სიმძლავრე დიდწილად არის დამოკიდებული საბურღი სითხის სიბლანტეზე და HEC საბურღი სითხის გამოყენებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს ჰიდროდინამიკური ხახუნი, რაც ამცირებს ტუმბოს წნევის საჭიროებას. ამრიგად, სისხლის მიმოქცევის დაკარგვისადმი მგრძნობელობა ასევე მცირდება. გარდა ამისა, საწყისი ბრუნვის სიჩქარე შეიძლება შემცირდეს, როდესაც ციკლი განახლდება გამორთვის შემდეგ.

HEC-ის კალიუმის ქლორიდის ხსნარი გამოიყენებოდა როგორც საბურღი სითხე ჭაბურღილის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. არათანაბარი ფორმირება ინახება სტაბილურ მდგომარეობაში გარსაცმის მოთხოვნების შესამსუბუქებლად. საბურღი სითხე კიდევ უფრო აუმჯობესებს ქვის ტარების სიმძლავრეს და ზღუდავს კალმების დიფუზიას.

HEC-ს შეუძლია გააუმჯობესოს ადჰეზია ელექტროლიტის ხსნარშიც კი. მარილიანი წყალი, რომელიც შეიცავს ნატრიუმის იონებს, კალციუმის იონებს, ქლორიდის იონებს და ბრომის იონებს, ხშირად გვხვდება მგრძნობიარე საბურღი სითხეში. ეს საბურღი სითხე გასქელებულია HEC-ით, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს გელის ხსნადობა და კარგი სიბლანტის აწევის უნარი ადამიანის მკლავებში მარილის კონცენტრაციისა და წონის ფარგლებში. მას შეუძლია თავიდან აიცილოს საწარმოო ზონის დაზიანება და გაზარდოს ბურღვის სიჩქარე და ნავთობის წარმოება.

HEC-ის გამოყენებამ ასევე შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს ზოგადი ტალახის სითხის დაკარგვის მოქმედება. მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ტალახის სტაბილურობას. HEC შეიძლება დაემატოს როგორც დანამატი არადისპერსიულ ფიზიოლოგიურ ბენტონიტის ხსნარს, რათა შეამციროს წყლის დანაკარგი და გაზარდოს სიბლანტე გელის სიძლიერის გაზრდის გარეშე. ამავდროულად, საბურღი ტალახზე HEC-ის გამოყენებამ შეიძლება მოხსნას თიხის დისპერსია და თავიდან აიცილოს ჭაბურღილის ნგრევა. დეჰიდრატაციის ეფექტურობა ანელებს ჭაბურღილის კედელზე ტალახის ფიქლის ჰიდრატაციის სიჩქარეს, ხოლო HEC-ის გრძელი ჯაჭვის დაფარვის ეფექტი ჭაბურღილის კედლის კლდეზე აძლიერებს კლდის სტრუქტურას და ართულებს დატენიანებას და დაფქვას, რაც იწვევს ნგრევას. მაღალი გამტარიანობის წარმონაქმნებში წყლის დაკარგვის დანამატები, როგორიცაა კალციუმის კარბონატი, შერჩეული ნახშირწყალბადის ფისები ან წყალში ხსნადი მარილის მარცვლები, შეიძლება ეფექტური იყოს, მაგრამ ექსტრემალურ პირობებში, წყლის დაკარგვის აღდგენის ხსნარის მაღალი კონცენტრაცია (ანუ ხსნარის თითოეულ კასრში). შეიძლება გამოყენებულ იქნას

HEC 1.3-3.2 კგ) წარმოების ზონაში წყლის დაკარგვის თავიდან ასაცილებლად.

HEC ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც არადუღილი დამცავი გელი საბურღი ტალახში ჭაბურღილის დამუშავებისთვის და მაღალი წნევისთვის (200 ატმოსფერული წნევა) და ტემპერატურის გასაზომად.

HEC-ის გამოყენების უპირატესობა ის არის, რომ ბურღვისა და დასრულების პროცესებში შესაძლებელია გამოყენებული იქნას იგივე ტალახი, შეამციროს დამოკიდებულება სხვა დისპერსანტებზე, გამხსნელებზე და PH რეგულატორებზე, სითხის დამუშავება და შენახვა ძალიან მოსახერხებელია.

(2.) გამტეხი სითხე:

გატეხვის სითხეში HEC-ს შეუძლია აამაღლოს სიბლანტე, ხოლო თავად HEC-ს არ აქვს გავლენა ზეთის ფენაზე, არ დაბლოკავს მოტეხილობის წებოს, შეუძლია კარგად გატეხოს. მას ასევე აქვს იგივე მახასიათებლები, რაც წყალზე დაფუძნებულ მბზარავ სითხეს, როგორიცაა ძლიერი ქვიშის შეჩერების უნარი და მცირე ხახუნის წინააღმდეგობა. 0,1-2% წყალი-ალკოჰოლის ნარევი, გასქელებული HEC-ით და სხვა იოდირებული მარილებით, როგორიცაა კალიუმი, ნატრიუმი და ტყვია, შეჰყავდათ ნავთობის ჭაბურღილში მაღალი წნევით გატეხვის მიზნით და ნაკადი აღდგა 48 საათის განმავლობაში. HEC-ით დამზადებულ წყალზე დაფუძნებულ მსხვრევად სითხეებს პრაქტიკულად არ აქვთ ნარჩენები გათხევადების შემდეგ, განსაკუთრებით დაბალი გამტარიანობის მქონე წარმონაქმნებში, რომელთა ნარჩენებისგან გაჟონვა შეუძლებელია. ტუტე პირობებში, კომპლექსი წარმოიქმნება მანგანუმის ქლორიდის, სპილენძის ქლორიდის, სპილენძის ნიტრატის, სპილენძის სულფატის და დიქრომატის ხსნარებით და სპეციალურად გამოიყენება დამტვრევადი სითხეების საყრდენისთვის. HEC-ის გამოყენებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს სიბლანტის დაკარგვა მაღალი ტემპერატურის გამო, ნავთობის ზონის მოტეხილობა და მაინც მიაღწიოს კარგ შედეგებს ჭაბურღილში, რომელიც აღემატება 371 C-ს. ჩაღრმავებულ პირობებში, HEC ადვილი არ ლპება და ფუჭდება, ხოლო ნარჩენები დაბალია, ასე რომ, ის ძირითადად არ გადაკეტავს ნავთობის გზას, რაც გამოიწვევს მიწისქვეშა დაბინძურებას. შესრულების თვალსაზრისით, ის ბევრად უკეთესია, ვიდრე ხშირად გამოყენებული წებო მოტეხილობისას, როგორიცაა საველე ელიტა. Phillips Petroleum-მა ასევე შეადარა ცელულოზის ეთერების შემადგენლობა, როგორიცაა კარბოქსიმეთილცელულოზა, კარბოქსიმეთილ ჰიდროქსიეთილის ცელულოზა, ჰიდროქსიეთილცელულოზა, ჰიდროქსიპროპილ ცელულოზა და მეთილის ცელულოზა და გადაწყვიტა, რომ HEC იყო საუკეთესო გამოსავალი.

მას შემდეგ, რაც გამტეხი სითხე 0,6% საბაზისო სითხის HEC კონცენტრაციით და სპილენძის სულფატის ჯვარედინი დამაკავშირებელი აგენტი გამოიყენებოდა Daqing ნავთობის საბადოში, ჩინეთში, დასკვნა გამოიტანა, რომ სხვა ბუნებრივ ადჰეზიებთან შედარებით, HEC-ის გამოყენებას გატეხვის სითხეში აქვს უპირატესობები: (1) საბაზისო სითხე ადვილად არ ლპება მომზადების შემდეგ და შეიძლება მოთავსდეს უფრო დიდხანს; (2) ნარჩენი დაბალია. და ეს უკანასკნელი არის გასაღები HEC-ისთვის, რომ ფართოდ გამოიყენებოდეს ნავთობის ჭაბურღილების გატეხვისას საზღვარგარეთ.

(3.) დასრულება და დამუშავება:

HEC-ის დაბალი სიმყარის დასრულების სითხე ხელს უშლის ტალახის ნაწილაკებს წყალსაცავის სივრცის დაბლოკვისგან, როდესაც ის უახლოვდება წყალსაცავს. წყლის დაკარგვის თვისებები ასევე ხელს უშლის დიდი რაოდენობით წყლის შეღწევას წყალსაცავში ტალახიდან, რათა უზრუნველყოს წყალსაცავის პროდუქტიული სიმძლავრე.

HEC ამცირებს ტალახის წინააღმდეგობას, რაც ამცირებს ტუმბოს წნევას და ამცირებს ენერგიის მოხმარებას. მარილის შესანიშნავი ხსნადობა ასევე უზრუნველყოფს ნალექის არარსებობას ნავთობის ჭაბურღილების მჟავიანობისას.

დასრულების და ჩარევის ოპერაციებში, HEC-ის სიბლანტე გამოიყენება ხრეშის გადასატანად. სამუშაო სითხის ბარელზე 0,5-1 კგ HEC-ის დამატებისას შესაძლებელია ხრეშისა და ხრეშის გადატანა ჭაბურღილიდან, რაც გამოიწვევს ხრეშის რადიალური და გრძივი განაწილების ხვრელს. პოლიმერის შემდგომი მოცილება მნიშვნელოვნად ამარტივებს სამუშაო და დასრულების სითხის მოცილების პროცესს. იშვიათ შემთხვევებში, ჩაღრმავებული პირობები მოითხოვს მაკორექტირებელ მოქმედებას, რათა თავიდან აიცილოს ტალახი ჭაბურღილის თავში ბურღვისა და სამუშაოების დროს და ცირკულაციის სითხის დაკარგვის დროს. ამ შემთხვევაში, მაღალი კონცენტრაციის HEC ხსნარი შეიძლება გამოყენებულ იქნას 1.3-3.2 კგ HEC-ის სწრაფად შესაყვანად ერთ ბარელ წყალში. გარდა ამისა, ექსტრემალურ შემთხვევებში, დაახლოებით 23 კგ HEC შეიძლება ჩადოთ დიზელის თითოეულ კასრში და ამოტუმბოთ ლილვში, ნელ-ნელა ატენიანებს მას, რადგან იგი ორმოში ქანების წყალს ერევა.

500 მილიდარცის ხსნარით გაჯერებული ქვიშის ბირთვების გამტარიანობა 0.68 კგ HEC ლულის კონცენტრაციით შეიძლება აღდგეს 90%-ზე მეტს მარილმჟავით დამჟავების გზით. გარდა ამისა, HEC-ის დასრულების სითხე, რომელიც შეიცავს კალციუმის კარბონატს, რომელიც დამზადებულია 136ppm გაუფილტრავი მყარი ზრდასრული ზღვის წყლისგან, აღადგინა თავდაპირველი გაჟონვის სიჩქარის 98% მას შემდეგ, რაც ფილტრის ნამცხვარი ამოღებულია ფილტრის ელემენტის ზედაპირიდან მჟავით.