석유 시추용 HEC

하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC)는 농축, 현탁, 분산 및 수분 유지의 탁월한 특성으로 인해 많은 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 특히 유전에서 HEC는 주로 염수의 증점제 및 기타 여러 특정 응용 분야에서 시추, 완성, 작업 및 파쇄 공정에 사용되었습니다.

HEC유전 이용에 대한 속성

(1) 염분 내성:

HEC는 전해질에 대한 내염성이 우수합니다. HEC는 비이온성 물질이므로 물 매체에서 이온화되지 않으며 시스템에 고농도의 염이 존재하여 점도 변화로 인해 침전 잔류물이 생성되지 않습니다.

HEC는 많은 고농도의 1가 및 2가 전해질 용액을 농축하는 반면 CMC와 같은 음이온 섬유 링커는 일부 금속 이온에서 염분을 생성합니다. 유전 응용 분야에서 HEC는 물의 경도와 염분 농도에 전혀 영향을 받지 않으며 고농도의 아연 및 칼슘 이온이 포함된 중유를 농축할 수도 있습니다. 오직 황산알루미늄만이 이를 침전시킬 수 있습니다. 담수와 포화 NaCl, CaCl2 및 ZnBr2CaBr2 중전해질에서 HEC의 농축 효과.

이러한 내염성은 HEC가 유정 및 해양 현장 개발 모두에서 중요한 역할을 할 수 있는 기회를 제공합니다.

(2) 점도 및 전단율:

수용성 HEC는 뜨거운 물과 차가운 물에 모두 용해되어 점성을 생성하고 가짜 플라스틱을 형성합니다. 수용액은 표면 활성을 가지며 거품을 형성하는 경향이 있습니다. 일반 유전에 사용되는 중점도 및 고점도 HEC 용액은 비뉴턴성(Non-Newtonian)으로 높은 유사가소성을 나타내며 점도는 전단율에 영향을 받습니다. 낮은 전단 속도에서는 HEC 분자가 무작위로 배열되어 점도가 높은 사슬 엉킴이 발생하여 점도가 향상됩니다. 높은 전단 속도에서는 분자가 흐름 방향으로 배향되어 흐름에 대한 저항이 감소하고 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 감소합니다.

수많은 실험을 통해 Union Carbide(UCC)는 굴착 유체의 유변학적 거동이 비선형이며 멱법칙으로 표현될 수 있다는 결론을 내렸습니다.

전단 응력 = K(전단율)n

여기서, n은 낮은 전단 속도(1s-1)에서 용액의 유효 점도입니다.

N은 전단 희석에 반비례합니다. .

진흙 엔지니어링에서 k와 n은 다운홀 조건에서 유효 유체 점도를 계산할 때 유용합니다. 회사는 HEC(4400cps)가 드릴링 머드 구성 요소로 사용될 때 k 및 n에 대한 일련의 값을 개발했습니다(표 2). 이 표는 담수와 해수(0.92kg/1nacL)의 모든 농도의 HEC 용액에 적용됩니다. 이 표에서 중간(100-200rpm) 및 낮은(15-30rpm) 전단 속도에 해당하는 값을 찾을 수 있습니다.

유전에 HEC 적용

(1) 드릴링 유체

HEC 첨가 시추 유체는 경암 시추 및 순환 수분 손실 제어, 과도한 수분 손실, 비정상적인 압력 및 고르지 않은 셰일 형성과 같은 특수 상황에서 일반적으로 사용됩니다. 적용 결과는 드릴링 및 대형 홀 드릴링에서도 좋습니다.

농축, 현탁 및 윤활 특성으로 인해 HEC는 드릴링 머드에 사용되어 철 및 드릴링 절단물을 냉각시키고 절단 해충을 표면으로 가져와 머드의 암석 운반 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 Shengli 유전에서 시추공 확산 및 놀라운 효과로 유체를 운반하는 데 사용되었으며 실제로 실행되었습니다. 다운홀에서 HEC의 고유한 유변학적 거동으로 인해 매우 높은 전단률이 발생할 때 시추 유체의 점도는 국부적으로 물의 점도에 가까울 수 있습니다. 한편으로는 드릴링 속도가 향상되고 비트가 가열되기 쉽지 않으며 비트의 수명이 연장됩니다. 반면에 뚫린 구멍은 깨끗하고 통기성이 높습니다. 특히 단단한 암석 구조에서는 이러한 효과가 매우 뚜렷하여 많은 재료를 절약할 수 있습니다. .

일반적으로 주어진 속도로 굴착 유체 순환에 필요한 동력은 굴착 유체의 점도에 크게 좌우되며, HEC 굴착 유체를 사용하면 유체 역학적 마찰을 크게 줄여 펌프 압력의 필요성을 줄일 수 있다고 믿어집니다. 따라서 순환 손실에 대한 민감도도 감소합니다. 또한, 정지 후 사이클이 재개되면 시동 토크를 줄일 수 있습니다.

유정 안정성을 향상시키기 위해 HEC의 염화칼륨 용액을 굴착 유체로 사용했습니다. 고르지 않은 형성은 케이싱 요구 사항을 완화하기 위해 안정적인 상태로 유지됩니다. 굴착 유체는 암석 운반 능력을 더욱 향상시키고 절단 확산을 제한합니다.

HEC는 전해액에서도 접착력을 향상시킬 수 있습니다. 나트륨 이온, 칼슘 이온, 염화물 이온 및 브롬 이온을 함유한 염수는 민감한 굴착 유체에서 종종 발견됩니다. 이 굴착 유체는 HEC로 농축되어 염분 농도와 사람 팔의 무게 범위 내에서 젤 용해도와 우수한 점도 리프팅 능력을 유지할 수 있습니다. 이는 생산 구역의 손상을 방지하고 시추 속도와 석유 생산량을 증가시킬 수 있습니다.

HEC를 사용하면 일반 진흙의 유체 손실 성능도 크게 향상시킬 수 있습니다. 진흙의 안정성을 크게 향상시킵니다. HEC는 비분산성 식염수 벤토나이트 슬러리에 첨가제로 첨가되어 겔 강도를 증가시키지 않으면서 수분 손실을 줄이고 점도를 높일 수 있습니다. 동시에 굴착이수에 HEC를 적용하면 점토의 분산을 제거하고 우물 붕괴를 방지할 수 있습니다. 탈수 효율은 시추공 벽에 있는 머드 셰일의 수화 속도를 늦추고, 시추공 벽 암석에 HEC의 긴 사슬이 피복하는 효과는 암석 구조를 강화시켜 수화 및 파쇄를 어렵게 만들어 붕괴를 초래합니다. 높은 투과성 지층에서는 탄산칼슘, 선택된 탄화수소 수지 또는 수용성 소금 알갱이와 같은 수분 손실 첨가제가 효과적일 수 있지만, 극단적인 조건에서는 고농도의 수분 손실 개선 용액(즉, 용액의 각 배럴에)이 필요합니다. 사용될 수 있다

HEC 1.3-3.2kg) 생산 구역 깊은 곳까지 물이 손실되는 것을 방지합니다.

HEC는 유정 처리, 고압(200기압) 및 온도 측정을 위해 굴착 이수에서 비발효성 보호 젤로도 사용할 수 있습니다.

HEC 사용의 장점은 드릴링 및 완료 공정에서 동일한 진흙을 사용할 수 있고 다른 분산제, 희석제 및 PH 조절제에 대한 의존도를 줄일 수 있으며 액체 취급 및 보관이 매우 편리하다는 것입니다.

(2.) 파쇄액:

파쇄 유체에서 HEC는 점도를 높일 수 있으며 HEC 자체는 오일층에 영향을 미치지 않으며 파쇄 영영을 막지 않으며 잘 파단될 수 있습니다. 또한 강한 모래 현탁 능력과 작은 마찰 저항 등 수성 분해 유체와 동일한 특성을 가지고 있습니다. HEC와 칼륨, 나트륨, 납과 같은 기타 요오드화 염으로 농축된 0.1~2% 물-알코올 혼합물을 유정에 고압으로 주입하여 파쇄시켰고, 48시간 이내에 흐름이 회복되었습니다. HEC로 만든 수성 파쇄 유체는 액화 후 잔류물이 거의 없으며, 특히 잔류물을 배출할 수 없는 낮은 투과성을 지닌 지층에서는 더욱 그렇습니다. 알칼리성 조건에서 복합체는 염화망간, 염화구리, 질산구리, 황산구리 및 중크롬산염 용액으로 형성되며 특히 파쇄 유체를 운반하는 프로판트에 사용됩니다. HEC를 사용하면 높은 다운홀 온도로 인한 점도 손실을 방지하고 오일 구역이 파손되는 것을 방지할 수 있으며 371C보다 높은 유정에서 여전히 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 다운홀 조건에서 HEC는 썩거나 악화되기 쉽지 않으며 잔류물이 적습니다. 따라서 기본적으로 오일 경로를 막지 않아 지하 오염이 발생합니다. 성능면에서는 필드엘리트 등 파쇄에 흔히 사용되는 접착제보다 훨씬 좋습니다. 필립스페트롤리엄은 카복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등 셀룰로오스에테르의 조성도 비교해본 결과 HEC가 가장 좋은 솔루션이라고 판단했다.

0.6% 기본 유체 HEC 농도와 황산동 가교제를 함유한 파쇄 유체를 중국 Daqing 유전에서 사용한 후, 다른 자연 접착과 비교하여 파쇄 유체에 HEC를 사용하면 다음과 같은 장점이 있다고 결론지었습니다. 베이스 유체는 준비된 후에 쉽게 썩지 않으며 장기간 보관할 수 있습니다. (2) 잔여물이 적다. 그리고 후자는 HEC가 해외 유정 파쇄에 널리 사용될 수 있는 핵심입니다.

(3.) 완료 및 작업:

HEC의 저고형분 완성 유체는 진흙 입자가 저장소에 접근할 때 저장소 공간을 막는 것을 방지합니다. 물 손실 특성은 또한 저수지의 생산 능력을 보장하기 위해 진흙에서 저수지로 많은 양의 물이 들어가는 것을 방지합니다.

HEC는 진흙 끌림을 줄여 펌프 압력을 낮추고 전력 소비를 줄입니다. 뛰어난 염 용해도 덕분에 유정을 산성화할 때 침전이 발생하지 않습니다.

완료 및 개입 작업에서는 HEC의 점도를 사용하여 자갈을 이송합니다. 작동 유체 배럴당 0.5-1kg HEC를 추가하면 시추공에서 자갈과 자갈을 운반할 수 있어 아래쪽 구멍의 방사형 및 세로 방향 자갈 분포가 향상됩니다. 이후 폴리머를 제거하면 작업 및 완료 유체를 제거하는 과정이 크게 단순화됩니다. 드문 경우지만, 다운홀 상태에서는 시추 및 작업 중에 진흙이 유정으로 돌아가는 것을 방지하고 순환 유체가 손실되는 것을 방지하기 위한 시정 조치가 필요합니다. 이 경우 고농도 HEC 용액을 사용하면 물 하향공 배럴당 1.3~3.2kg의 HEC를 빠르게 주입할 수 있다. 또한 극단적인 경우에는 디젤 배럴당 약 23kg의 HEC를 넣고 샤프트 아래로 펌핑하여 구멍에서 암석수와 혼합되면서 천천히 수화시킬 수 있습니다.

배럴당 0.68kg HEC 농도의 500밀리다르시 용액으로 포화된 모래 코어의 투과성은 염산을 사용한 산성화를 통해 90% 이상으로 복원될 수 있습니다. 또한, 여과되지 않은 고체 성인 해수 136ppm으로 만들어진 탄산칼슘이 함유된 HEC 완성유체는 필터 엘리먼트 표면의 필터 케이크가 산에 의해 제거된 후 원래의 삼출률을 98% 회복했다.