HEC naftos gręžimui

Hidroksietilceliuliozė (HEC) yra plačiai naudojama daugelyje pramonės sektorių dėl puikių tirštinimo, suspensijos, dispersijos ir vandens sulaikymo savybių. Ypač naftos telkiniuose HEC buvo naudojamas gręžimo, užbaigimo, apdirbimo ir ardymo procesuose, daugiausia kaip sūryme tirštiklis ir daugelyje kitų specifinių pritaikymų.

HECnaftos telkinių naudojimo savybės

(1) Druskos tolerancija:

HEC puikiai toleruoja druską elektrolitams. Kadangi HEC yra nejoninė medžiaga, ji nebus jonizuota vandens terpėje ir nesudarys kritulių likučių dėl didelės druskų koncentracijos sistemoje, todėl pasikeis jos klampumas.

HEC sutirština daug didelės koncentracijos vienvalenčių ir dvivalenčių elektrolitų tirpalų, o anijoniniai pluošto jungikliai, tokie kaip CMC, gamina kai kurių metalų jonų sūdymą. Naftos telkiniuose HEC visiškai neturi įtakos vandens kietumui ir druskų koncentracijai ir netgi gali sutirštinti sunkiuosius skysčius, kuriuose yra didelė cinko ir kalcio jonų koncentracija. Tik aliuminio sulfatas gali jį nusodinti. Tirštinamasis HEC poveikis gėlame vandenyje ir sočiame NaCl, CaCl2 ir ZnBr2CaBr2 sunkiajame elektrolite.

Dėl šios druskos tolerancijos HEC suteikia galimybę atlikti svarbų vaidmenį plėtojant šį gręžinį ir atviroje jūroje esančius laukus.

(2) Klampumas ir šlyties greitis:

Vandenyje tirpus HEC tirpsta karštame ir šaltame vandenyje, todėl susidaro klampumas ir susidaro netikras plastikas. Jo vandeninis tirpalas yra paviršinis aktyvus ir linkęs sudaryti putas. Vidutinio ir didelio klampumo HEC tirpalas, naudojamas bendrame naftos telkinyje, yra ne niutono, pasižymintis dideliu pseudoplastiškumo laipsniu, o klampumą veikia šlyties greitis. Esant mažam šlyties greičiui, HEC molekulės išsidėsto atsitiktinai, todėl susidaro didelio klampumo grandinių raizginys, o tai pagerina klampumą: esant dideliam šlyties greičiui, molekulės orientuojasi pagal srauto kryptį, mažėja pasipriešinimas tekėjimui, o klampumas mažėja didėjant šlyties greičiui.

Atlikdama daugybę eksperimentų, Union Carbide (UCC) padarė išvadą, kad gręžimo skysčio reologinis elgesys yra netiesinis ir gali būti išreikštas galios įstatymu:

Šlyties įtempis = K (šlyties greitis)n

Kur n yra efektyvusis tirpalo klampumas esant mažam šlyties greičiui (1s-1).

N yra atvirkščiai proporcingas šlyties praskiedimui. .

Purvo inžinerijoje k ir n yra naudingi apskaičiuojant efektyvų skysčio klampumą gręžinių sąlygomis. Bendrovė sukūrė k ir n verčių rinkinį, kai HEC (4400 cps) buvo naudojamas kaip gręžimo purvo komponentas (2 lentelė). Ši lentelė taikoma visoms HEC tirpalų koncentracijoms gėlame ir sūriame vandenyje (0,92 kg/1 nacL). Iš šios lentelės galima rasti vertes, atitinkančias vidutinį (100-200 aps./min.) ir mažą (15-30 aps./min.) šlyties greitį.

HEC taikymas naftos telkiniuose

(1) Gręžimo skystis

Gręžimo skysčiai su HEC dažniausiai naudojami gręžiant kietas uolienas ir ypatingomis aplinkybėmis, pvz., cirkuliuojančio vandens praradimo kontrolė, per dideli vandens praradimai, nenormalus slėgis ir netolygios skalūnų formacijos. Naudojimo rezultatai taip pat geri gręžiant ir gręžiant dideles skyles.

Dėl savo tirštinimo, suspensijos ir tepimo savybių HEC gali būti naudojamas gręžiant dumblą geležies ir gręžimo atraižoms atvėsinti bei iškelti pjovimo kenkėjus į paviršių, pagerinant purvo uolienų keliamąją galią. Jis buvo naudojamas Shengli naftos telkinyje kaip gręžinio plitimo ir pernešimo skystis su nepaprastu poveikiu ir buvo pritaikytas praktikoje. Dėl unikalaus HEC reologinio elgesio gręžimo angoje, susidūrus su labai dideliu šlyties greičiu, gręžimo skysčio klampumas lokaliai gali būti artimas vandens klampumui. Viena vertus, pagerėja gręžimo greitis, o antgalį nėra lengva įkaisti, o antgalio tarnavimo laikas pailgėja. Kita vertus, išgręžtos skylės yra švarios ir turi didelį pralaidumą. Ypač kietų uolienų struktūroje šis efektas yra labai akivaizdus, ​​gali sutaupyti daug medžiagų. .

Paprastai manoma, kad galia, reikalinga gręžimo skysčio cirkuliacijai tam tikru greičiu, labai priklauso nuo gręžimo skysčio klampumo, o HEC gręžimo skysčio naudojimas gali žymiai sumažinti hidrodinaminę trintį, todėl sumažėja siurblio slėgio poreikis. Taigi, taip pat sumažėja jautrumas kraujotakos praradimui. Be to, paleidimo sukimo momentas gali būti sumažintas, kai ciklas atnaujinamas po išjungimo.

HEC kalio chlorido tirpalas buvo naudojamas kaip gręžimo skystis, siekiant pagerinti gręžinio stabilumą. Netolygus darinys laikomas stabilioje būsenoje, kad būtų palengvinti korpuso reikalavimai. Gręžimo skystis dar labiau pagerina uolienų keliamąją galią ir riboja pjovimo sklaidą.

HEC gali pagerinti sukibimą net elektrolito tirpale. Jautriame gręžimo skystyje dažnai sutinkamas sūrus vanduo, kuriame yra natrio jonų, kalcio jonų, chlorido jonų ir bromo jonų. Šis gręžimo skystis yra sutirštintas HEC, kuris gali išlaikyti tirpumą gelyje ir gerą klampumo pakėlimą druskos koncentracijos ir žmogaus rankų svorio diapazone. Tai gali užkirsti kelią gavybos zonos pažeidimams ir padidinti gręžimo greitį bei alyvos gamybą.

HEC naudojimas taip pat gali labai pagerinti bendrojo purvo skysčių praradimo efektyvumą. Labai pagerina purvo stabilumą. HEC galima dėti kaip priedą į nedispersinį fiziologinį bentonito suspensiją, siekiant sumažinti vandens nuostolius ir padidinti klampumą, nepadidinant gelio stiprumo. Tuo pačiu metu HEC užtepimas ant gręžimo purvo gali pašalinti molio dispersiją ir išvengti šulinio griūties. Dėl dehidratacijos efektyvumo sulėtėja purvo skalūnų hidratacijos greitis ant gręžinio sienelės, o ilgos HEC grandinės dengiantis poveikis gręžinio sienelės uolienai sustiprina uolienų struktūrą ir apsunkina jos hidrataciją bei sluoksniavimąsi, dėl to griūva. Didelio pralaidumo dariniuose gali būti veiksmingi vandenį prarandantys priedai, tokie kaip kalcio karbonatas, pasirinktos angliavandenilių dervos arba vandenyje tirpios druskos grūdeliai, tačiau ekstremaliomis sąlygomis didelė vandens praradimą mažinančio tirpalo koncentracija (ty kiekvienoje tirpalo statinėje) gali būti naudojami

HEC 1,3–3,2 kg), kad vanduo neprarastų giliai į gamybos zoną.

HEC taip pat gali būti naudojamas kaip nefermentinis apsauginis gelis gręžimo purve, skirtas gręžinių apdorojimui ir aukšto slėgio (200 atmosferos slėgio) bei temperatūros matavimams.

HEC naudojimo pranašumas yra tas, kad gręžimo ir užbaigimo procesuose galima naudoti tą patį purvą, sumažinti priklausomybę nuo kitų dispergentų, skiediklių ir PH reguliatorių, skysčių tvarkymas ir sandėliavimas yra labai patogus.

(2.) Ardymo skystis:

Skilimo skystyje HEC gali padidinti klampumą, o pats HEC neturi įtakos alyvos sluoksniui, neužblokuos lūžių klijų, gali gerai lūžti. Jis taip pat turi tas pačias charakteristikas kaip vandens pagrindu pagamintas krekingo skystis, pvz., stipri smėlio pakabos savybė ir mažas atsparumas trinčiai. 0,1-2% vandens ir alkoholio mišinys, sutirštintas HEC ir kitomis joduotomis druskomis, tokiomis kaip kalis, natris ir švinas, buvo įpurškiamas į alyvos gręžinį dideliu slėgiu ardymui, o srautas buvo atstatytas per 48 valandas. Vandeniniai ardymo skysčiai, pagaminti naudojant HEC, po suskystinimo praktiškai neturi likučių, ypač mažo pralaidumo dariniuose, iš kurių negalima nusausinti likučių. Šarminėmis sąlygomis kompleksas susidaro su mangano chlorido, vario chlorido, vario nitrato, vario sulfato ir dichromato tirpalais ir yra specialiai naudojamas ardymo skysčiams pernešti. Naudojant HEC galima išvengti klampos praradimo dėl aukštų gręžinių temperatūrų, sulaužyti alyvos zoną ir vis tiek pasiekti gerų rezultatų šuliniuose, aukštesnėse nei 371 C. Gręžinių sąlygomis HEC nėra lengva pūti ir suyra, o likučių yra mažai, taigi jis iš esmės neužblokuos naftos kelio ir dėl to bus užteršta po žeme. Kalbant apie eksploatacines savybes, jis yra daug geresnis už dažniausiai naudojamus klijus, tokius kaip lauko elitas. Phillips Petroleum taip pat palygino celiuliozės eterių, tokių kaip karboksimetilceliuliozė, karboksimetilhidroksietilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė, hidroksipropilceliuliozė ir metilceliuliozė, sudėtį ir nusprendė, kad HEC yra geriausias sprendimas.

Po to, kai Daqing naftos telkinyje Kinijoje buvo naudojamas ardymo skystis su 0,6 % bazinės skysčio HEC koncentracijos ir vario sulfato skersinių ryšių agentu, buvo padaryta išvada, kad, palyginti su kitomis natūraliomis sukibimo medžiagomis, HEC naudojimas skaldymo skystyje turi tokius privalumus: „(1) Bazinis skystis po paruošimo nesunkiai pūva ir gali būti dėtas ilgesniam laikui; (2) likučių yra mažai. Ir pastarasis yra esminis dalykas, kad HEC būtų plačiai naudojamas naftos gręžinių ardymui užsienyje.

(3.) Baigimas ir darbo atlikimas:

HEC mažai kietas užpildymo skystis neleidžia purvo dalelėms užblokuoti rezervuaro erdvę, kai jis artėja prie rezervuaro. Vandens netekimo savybės taip pat neleidžia dideliam vandens kiekiui patekti į rezervuarą iš purvo, kad būtų užtikrintas rezervuaro produktyvumas.

HEC sumažina purvo pasipriešinimą, o tai sumažina siurblio slėgį ir energijos sąnaudas. Puikus tirpumas druskoje taip pat užtikrina, kad rūgštinant naftos šulinius nebus kritulių.

Atliekant užbaigimo ir intervencijos operacijas, HEC klampumas naudojamas žvyro perkėlimui. Pridėjus 0,5–1 kg HEC vienam darbinio skysčio bareliui, žvyras ir žvyras gali išnešti iš gręžinio, todėl žvyras pasiskirsto geriau radialiniu ir išilginiu būdu. Vėlesnis polimero pašalinimas labai supaprastina darbo ir užbaigimo skysčio pašalinimo procesą. Retais atvejais dėl gręžinių sąlygų reikia imtis korekcinių veiksmų, kad gręžimo ir darbo metu purvas nepatektų į šulinio galvutę ir neprarastų cirkuliuojančių skysčių. Šiuo atveju didelės koncentracijos HEC tirpalas gali būti naudojamas greitai suleisti 1,3–3,2 kg HEC vienai statinei vandens gręžinio. Be to, kraštutiniais atvejais į kiekvieną dyzelino statinę galima įpilti apie 23 kg HEC ir išpumpuoti jį žemyn, lėtai jį drėkinant, kai skylėje susimaišo su akmens vandeniu.

Smėlio šerdžių, prisotintų 500 milidarcy tirpalu, kurio koncentracija yra 0,68 kg HEC viename barelyje, pralaidumas gali būti atkurtas iki daugiau nei 90 % parūgštinant druskos rūgštimi. Be to, HEC užbaigimo skystis, kurio sudėtyje yra kalcio karbonato, kuris buvo pagamintas iš 136 ppm nefiltruoto kieto suaugusiųjų jūros vandens, atgavo 98% pradinio prasiskverbimo greičio po to, kai filtro pyragas buvo pašalintas nuo filtro elemento paviršiaus rūgštimi.