Мұнай бұрғылауға арналған ЖОО

Гидроксиэтил целлюлозасы (ГЭС) қоюлау, суспензия, дисперсия және суды ұстаудың тамаша қасиеттері үшін көптеген өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданылады. Әсіресе мұнай кен орнында, HEC бұрғылау, аяқтау, өңдеу және жару процестерінде, негізінен тұзды ерітіндіде қоюландырғыш ретінде және басқа да көптеген арнайы қолданбаларда қолданылған.

ЖООмұнай кен орындарын пайдалану қасиеттері

(1) Тұзға төзімділік:

HEC электролиттерге тамаша тұзға төзімділікке ие. ГЭК иондық емес материал болғандықтан, ол су ортасында иондалмайды және жүйеде тұздардың жоғары концентрациясы болғандықтан, оның тұтқырлығының өзгеруіне байланысты тұнба қалдығы түзілмейді.

HEC көптеген жоғары концентрациялы моновалентті және екі валентті электролит ерітінділерін қалыңдатады, ал CMC сияқты анионды талшықты байланыстырғыштар кейбір металл иондарының тұздануын тудырады. Мұнай кәсіпшілігін қолдануда HEC судың кермектігі мен тұз концентрациясына мүлдем әсер етпейді және тіпті құрамында мырыш пен кальций иондарының жоғары концентрациясы бар ауыр сұйықтықтарды қоюландыра алады. Тек алюминий сульфаты оны тұндыра алады. Тұщы суда және қаныққан NaCl, CaCl2 және ZnBr2CaBr2 ауыр электролитте HEC қоюландыратын әсері.

Бұл тұзға төзімділік HEC-ке осы ұңғыманы да, теңіз кен орнын игеруде де маңызды рөл атқаруға мүмкіндік береді.

(2) Тұтқырлық және ығысу жылдамдығы:

Суда еритін HEC ыстық және суық суда ериді, тұтқырлық тудырады және жалған пластмассалар түзеді. Оның сулы ерітіндісі беттік белсенді және көбік түзуге бейім. Жалпы мұнай кәсіпшілігінде қолданылатын орташа және жоғары тұтқырлығы HEC ерітіндісі Ньютондық емес, псевдопластиканың жоғары дәрежесін көрсетеді, ал тұтқырлыққа ығысу жылдамдығы әсер етеді. Төмен ығысу жылдамдығында HEC молекулалары ретсіз орналасады, нәтижесінде тұтқырлықты жақсартатын жоғары тұтқырлығы бар тізбекті шиеленіс пайда болады: жоғары ығысу жылдамдығында молекулалар ағын бағытымен бағдарланады, ағынға қарсылық төмендейді, ал ығысу жылдамдығының жоғарылауымен тұтқырлық азаяды.

Көптеген тәжірибелер арқылы Union Carbide (UCC) бұрғылау сұйықтығының реологиялық әрекеті сызықты емес және қуат заңымен көрсетілуі мүмкін деген қорытындыға келді:

Ығысу кернеуі = K (ығысу жылдамдығы)n

Мұндағы, n – төмен ығысу жылдамдығы кезіндегі ерітіндінің тиімді тұтқырлығы (1с-1).

N ығысу сұйылтуына кері пропорционал. .

Балшықты инженерияда k және n ұңғыма жағдайында тиімді сұйықтық тұтқырлығын есептеу кезінде пайдалы. Компания HEC(4400cps) бұрғылау ерітіндісінің құрамдас бөлігі ретінде пайдаланылған кезде k және n үшін мәндер жинағын әзірледі (2-кесте). Бұл кесте тұщы және тұзды судағы (0,92 кг/1 накл) HEC ерітінділерінің барлық концентрацияларына қолданылады. Бұл кестеден орташа (100-200айн/мин) және төмен (15-30айн/мин) ығысу жылдамдығына сәйкес мәндерді табуға болады.

Мұнай кәсіпшілігінде ЖЭК қолдану

(1) Бұрғылау сұйықтығы

HEC қосылған бұрғылау ерітінділері әдетте қатты жыныстарды бұрғылауда және айналымдағы су жоғалуын бақылау, шамадан тыс су жоғалту, қалыптан тыс қысым және тегіс емес тақтатас түзілімдері сияқты ерекше жағдайларда қолданылады. Қолдану нәтижелері бұрғылау және үлкен тесіктерді бұрғылауда да жақсы.

Қалыңдатқыш, суспензия және майлау қасиеттеріне байланысты, HEC темірді және бұрғылау шламын салқындату үшін бұрғылау ерітіндісінде қолдануға болады және кескіш зиянкестерді жер бетіне шығару, балшықтың тау жыныстарын өткізу қабілетін жақсартады. Ол Шэнгли мұнай кәсіпшілігінде ұңғымаларды тарату және тасымалдаушы сұйықтық ретінде керемет әсері бар және тәжірибеде қолданылды. Ұңғымада өте жоғары ығысу жылдамдығына тап болған кезде, ГЭК бірегей реологиялық мінез-құлқына байланысты бұрғылау ерітіндісінің тұтқырлығы жергілікті түрде судың тұтқырлығына жақын болуы мүмкін. Бір жағынан, бұрғылау жылдамдығы жақсарады, ал қашауды қыздыру оңай емес, қашаудың қызмет ету мерзімі ұзарады. Екінші жағынан, бұрғыланған тесіктер таза және жоғары өткізгіштікке ие. Әсіресе қатты жыныс құрылымында бұл әсер өте айқын, көптеген материалдарды үнемдей алады. .

Жалпы алғанда, бұрғылау сұйықтығының белгілі бір жылдамдықпен айналымы үшін қажетті қуат негізінен бұрғылау сұйықтығының тұтқырлығына тәуелді және HEC бұрғылау сұйықтығын пайдалану гидродинамикалық үйкелісті айтарлықтай төмендетуі мүмкін, осылайша сорғы қысымының қажеттілігін азайтады деп саналады. Осылайша, қан айналымының жоғалуына сезімталдық те төмендейді. Сонымен қатар, цикл өшірілгеннен кейін қайта басталған кезде іске қосу моментін азайтуға болады.

Ұңғыманың тұрақтылығын жақсарту үшін бұрғылау ерітіндісі ретінде HEC калий хлоридінің ерітіндісі қолданылды. Қаптама талаптарын жеңілдету үшін біркелкі емес қалыптасу тұрақты күйде ұсталады. Бұрғылау сұйықтығы тасты өткізу қабілетін одан әрі жақсартады және кесінділердің диффузиясын шектейді.

HEC тіпті электролит ерітіндісінде адгезияны жақсарта алады. Сезімтал бұрғылау сұйықтығында натрий иондары, кальций иондары, хлор иондары және бром иондары бар тұзды су жиі кездеседі. Бұл бұрғылау сұйықтығы гельдің ерігіштігін және тұтқырлықты көтеру қабілетін тұз концентрациясы мен адам қолының салмағының ауқымында сақтай алатын HEC-пен қалыңдатылған. Ол өндіру аймағына зақым келтірудің алдын алады және бұрғылау жылдамдығы мен мұнай өндіруді арттырады.

HEC пайдалану жалпы балшықтың сұйықтық жоғалту өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Балшық тұрақтылығын айтарлықтай жақсартады. Гель беріктігін арттырмай, судың жоғалуын азайту және тұтқырлықты арттыру үшін HEC дисперсті емес тұзды бентонит суспензиясына қоспа ретінде қосуға болады. Сонымен қатар, бұрғылау ерітіндісіне HEC қолдану саздың дисперсиясын жояды және ұңғыманың құлауын болдырмайды. Сусыздандыру тиімділігі ұңғыма қабырғасындағы лай тақтатастарының гидратация жылдамдығын бәсеңдетеді, ал ұңғыма қабырғасының жынысына ГЭК ұзын тізбегінің жабу әсері тау жыныстарының құрылымын нығайтады және оның гидратациялануын және шашырауын қиындатады, нәтижесінде опырылады. Өткізгіштігі жоғары қабаттарда кальций карбонаты, таңдалған көмірсутекті шайырлар немесе суда еритін тұз түйіршіктері сияқты суды жоғалтатын қоспалар тиімді болуы мүмкін, бірақ экстремалды жағдайларда суды жоғалтуды қалпына келтіру ерітіндісінің жоғары концентрациясы (яғни, ерітіндінің әрбір баррелінде) қолданылуы мүмкін

HEC 1,3-3,2 кг) өндірістік аймаққа терең судың жоғалуын болдырмау үшін.

HEC сонымен қатар ұңғымаларды өңдеуге және жоғары қысымды (200 атмосфералық қысым) және температураны өлшеуге арналған бұрғылау ерітіндісінде ашымайтын қорғаныш гелі ретінде пайдаланылуы мүмкін.

HEC пайдаланудың артықшылығы - бұрғылау және аяқтау процестері бір ерітіндіні пайдалана алады, басқа дисперсенттерге, еріткіштерге және РН реттегіштеріне тәуелділікті азайтады, сұйықтықты өңдеу және сақтау өте ыңғайлы.

(2.) Жару сұйықтығы:

Сыну сұйықтығында HEC тұтқырлықты көтере алады, ал HEC өзі май қабатына әсер етпейді, сыну жабысқақтығын бітеп тастамайды, жақсы сынуы мүмкін. Ол сондай-ақ су негізіндегі крекинг сұйықтығымен бірдей сипаттамаларға ие, мысалы, күшті құм суспензия қабілеті және шағын үйкеліске төзімділік. ГЭК және калий, натрий және қорғасын сияқты йодталған тұздармен қоюландырылған 0,1-2% су-спирт қоспасы жару үшін жоғары қысымда мұнай ұңғымасына айдалып, ағын 48 сағат ішінде қалпына келтірілді. HEC көмегімен жасалған су негізіндегі жарғыш сұйықтықтарда, әсіресе қалдықты ағызу мүмкін емес өткізгіштігі төмен қабаттарда, сұйылтудан кейін іс жүзінде ешқандай қалдық болмайды. Сілтілі жағдайларда кешен марганец хлориді, мыс хлориді, мыс нитраты, мыс сульфаты және бихромат ерітінділерімен түзіледі және жару сұйықтарын тасымалдайтын пропант үшін арнайы қолданылады. HEC пайдалану ұңғыманың жоғары температурасына, мұнай аймағының жарылуына байланысты тұтқырлықтың жоғалуын болдырмайды және әлі де 371 C-тан жоғары ұңғымаларда жақсы нәтижелерге қол жеткізе алады. Ұңғымалық жағдайларда HEC шірік және нашарлау оңай емес, қалдық аз, сондықтан ол негізінен мұнай жолын жауып тастамайды, нәтижесінде жер асты ластануы болады. Өнімділік тұрғысынан ол далалық элита сияқты сыну кезінде жиі қолданылатын желімнен әлдеқайда жақсы. Филлипс Петролиум сонымен қатар карбоксиметил целлюлоза, карбоксиметил гидроксиэтил целлюлоза, гидроксиэтил целлюлоза, гидроксипропил целлюлоза және метил целлюлоза сияқты целлюлоза эфирлерінің құрамын салыстырып, HEC ең жақсы шешім деп шешті.

Қытайдағы Дацин кен орнында 0,6% негізгі сұйықтығы бар ГЭК концентрациясы және мыс сульфаты айқастырғыш агенті бар жару сұйықтығы қолданылғаннан кейін, басқа табиғи адгезиялармен салыстырғанда, ГЭК-ті сыну сұйықтығында қолданудың «(1) негізгі сұйықтық дайындалғаннан кейін шіріп кету оңай емес, оны ұзақ уақыт бойы орналастыруға болады; (2) қалдық аз. Ал соңғысы ЖЭК-тің шетелде мұнай ұңғымаларын жару кезінде кеңінен қолданылуының кілті болып табылады.

(3.) Аяқтау және өңдеу:

HEC-тің төмен қатты толтырғыш сұйықтығы лай бөлшектерінің резервуарға жақындаған кезде резервуар кеңістігін бітеп тастауына жол бермейді. Сондай-ақ суды жоғалту қасиеттері су қоймасының өнімділігін қамтамасыз ету үшін лайдан су қоймасына көп мөлшерде судың түсуіне жол бермейді.

HEC сорғы қысымын төмендететін және қуат тұтынуды азайтатын лайдың кедергісін азайтады. Оның тамаша тұзда ерігіштігі сонымен қатар мұнай ұңғымаларын қышқылдандыру кезінде жауын-шашынның болмауын қамтамасыз етеді.

Аяқтау және араласу операцияларында HEC тұтқырлығы қиыршық тасты тасымалдау үшін қолданылады. Жұмыс сұйықтығының барреліне 0,5-1 кг HEC қосу ұңғымадан қиыршық тасты және қиыршық тасты тасымалдауға мүмкіндік береді, бұл ұңғыманың радиалды және бойлық қиыршық тастарын жақсырақ бөлуге әкеледі. Полимерді кейіннен жою жұмысты және аяқтау сұйықтығын кетіру процесін айтарлықтай жеңілдетеді. Сирек жағдайларда бұрғылау және өңдеу кезінде лайдың ұңғыма сағасына қайта оралуын және айналымдағы сұйықтықтың жоғалуын болдырмау үшін ұңғымалық жағдайларды түзету шараларын қажет етеді. Бұл жағдайда бір баррель су ұңғымасына 1,3-3,2 кг ГЭК жылдам айдау үшін жоғары концентрациялы ГЭК ерітіндісін пайдалануға болады. Сонымен қатар, төтенше жағдайларда дизельдің әрбір бөшкесіне шамамен 23 кг HEC құйып, білікке айдауға болады, ол шұңқырдағы тас суымен араласқан кезде оны баяу ылғалдандырады.

Бір баррельге 0. 68 кг HEC концентрациясында 500 миллидарций ерітіндісімен қаныққан құм өзектерінің өткізгіштігін тұз қышқылымен қышқылдандыру арқылы 90% -дан астам қалпына келтіруге болады. Сонымен қатар, сүзгіден өтпеген қатты ересек теңіз суының 136 ppm құрамынан жасалған кальций карбонаты бар HEC толықтыру сұйықтығы сүзгі торты сүзгі элементінің бетінен қышқылмен жойылғаннан кейін бастапқы ағу жылдамдығының 98% қалпына келтірілді.