HEC naftas urbšanai

Hidroksietilceluloze (HEC) tiek plaši izmantota daudzās rūpniecības nozarēs tās lielisko sabiezēšanas, suspensijas, dispersijas un ūdens aiztures īpašību dēļ. Īpaši naftas laukā HEC ir izmantots urbšanas, pabeigšanas, apstrādes un sašķelšanas procesos, galvenokārt kā biezinātājs sālījumā, kā arī daudzos citos īpašos lietojumos.

HECnaftas atradņu izmantošanas īpašības

(1) Sāls tolerance:

HEC ir lieliska sāls tolerance pret elektrolītiem. Tā kā HEC ir nejonu materiāls, tas netiks jonizēts ūdens vidē un neradīs nokrišņu atlikumus, jo sistēmā ir augsta sāļu koncentrācija, kā rezultātā mainās tā viskozitāte.

HEC sabiezina daudzus augstas koncentrācijas monovalentus un divvērtīgus elektrolītu šķīdumus, savukārt anjonu šķiedru savienotāji, piemēram, CMC, rada dažu metālu jonu sālīšanu. Naftas atradnēs HEC pilnībā neietekmē ūdens cietība un sāls koncentrācija, un tas var pat sabiezēt smagos šķidrumus, kas satur augstu cinka un kalcija jonu koncentrāciju. To var izgulsnēt tikai alumīnija sulfāts. HEC biezinošā iedarbība saldūdenī un piesātinātā NaCl, CaCl2 un ZnBr2CaBr2 smagajā elektrolītā.

Šī sāls tolerance dod HEC iespēju spēlēt nozīmīgu lomu gan šīs akas, gan ārzonas lauka attīstībā.

(2) Viskozitāte un bīdes ātrums:

Ūdenī šķīstošais HEC izšķīst gan karstā, gan aukstā ūdenī, radot viskozitāti un veidojot viltotu plastmasu. Tā ūdens šķīdums ir virspusējs aktīvs un mēdz veidot putas. Vidējas un augstas viskozitātes HEC šķīdums, ko izmanto vispārējā naftas laukā, nav Ņūtona, uzrāda augstu pseidoplastikas pakāpi, un viskozitāti ietekmē bīdes ātrums. Pie zema bīdes ātruma HEC molekulas tiek izkārtotas nejauši, kā rezultātā veidojas ķēdes mudžekļi ar augstu viskozitāti, kas uzlabo viskozitāti: pie liela bīdes ātruma molekulas orientējas ar plūsmas virzienu, samazinot pretestību pret plūsmu, un viskozitāte samazinās, palielinoties bīdes ātrumam.

Veicot lielu skaitu eksperimentu, Union Carbide (UCC) secināja, ka urbšanas šķidruma reoloģiskā uzvedība ir nelineāra un to var izteikt ar spēka likumu:

Bīdes spriegums = K (bīdes ātrums)n

Kur n ir šķīduma efektīvā viskozitāte pie zema bīdes ātruma (1s-1).

N ir apgriezti proporcionāls bīdes atšķaidījumam. .

Dūņu inženierijā k un n ir noderīgi, aprēķinot efektīvo šķidruma viskozitāti dziļurbuma apstākļos. Uzņēmums ir izstrādājis vērtību kopu k un n, kad HEC (4400 cps) tika izmantots kā urbšanas dūņu komponents (2. tabula). Šī tabula attiecas uz visām HEC šķīdumu koncentrācijām saldūdenī un sālsūdenī (0,92 kg/1 nacL). No šīs tabulas var atrast vērtības, kas atbilst vidējiem (100-200 apgr./min.) un zemiem (15-30 apgr./min.) bīdes ātrumiem.

HEC pielietojums naftas laukā

(1) Urbšanas šķidrums

HEC pievienotos urbšanas šķidrumus parasti izmanto cieto iežu urbšanā un īpašās situācijās, piemēram, cirkulējošā ūdens zudumu kontrole, pārmērīgs ūdens zudums, neparasts spiediens un nevienmērīgi slānekļa veidojumi. Labi pielietošanas rezultāti ir arī urbšanā un lielu caurumu urbšanā.

Pateicoties tā sabiezēšanas, suspensijas un eļļošanas īpašībām, HEC var izmantot urbšanas dubļos, lai atdzesētu dzelzi un urbšanas atgriezumus, kā arī izceltu virspusē griešanas kaitēkļus, uzlabojot dubļu iežu nestspēju. Tas ir izmantots Shengli naftas laukā kā urbuma izkliedēšanas un pārvadāšanas šķidrums ar ievērojamu efektu un ir ieviests praksē. Dziļurbumā, saskaroties ar ļoti lielu bīdes ātrumu, HEC unikālās reoloģiskās uzvedības dēļ urbšanas šķidruma viskozitāte lokāli var būt tuvu ūdens viskozitātei. No vienas puses, tiek uzlabots urbšanas ātrums, uzgaļu nav viegli uzkarst, kā arī pagarinās uzgaļa kalpošanas laiks. No otras puses, urbtie caurumi ir tīri un tiem ir augsta caurlaidība. Īpaši cieto iežu struktūrā šis efekts ir ļoti acīmredzams, var ietaupīt daudz materiālu. .

Parasti tiek uzskatīts, ka jauda, ​​kas nepieciešama urbšanas šķidruma cirkulācijai noteiktā ātrumā, lielā mērā ir atkarīga no urbšanas šķidruma viskozitātes, un HEC urbšanas šķidruma izmantošana var ievērojami samazināt hidrodinamisko berzi, tādējādi samazinot nepieciešamību pēc sūkņa spiediena. Tādējādi tiek samazināta arī jutība pret cirkulācijas zudumu. Turklāt palaišanas griezes momentu var samazināt, kad cikls tiek atsākts pēc izslēgšanas.

HEC kālija hlorīda šķīdums tika izmantots kā urbšanas šķidrums, lai uzlabotu urbuma stabilitāti. Nevienmērīgais veidojums tiek turēts stabilā stāvoklī, lai atvieglotu korpusa prasības. Urbšanas šķidrums vēl vairāk uzlabo iežu nestspēju un ierobežo izcirtņu difūziju.

HEC var uzlabot adhēziju pat elektrolīta šķīdumā. Sālsūdens, kas satur nātrija jonus, kalcija jonus, hlorīda jonus un broma jonus, bieži sastopams jutīgajā urbšanas šķidrumā. Šis urbšanas šķidrums ir sabiezināts ar HEC, kas var saglabāt želejas šķīdību un labu viskozitātes pacelšanas spēju sāls koncentrācijas un cilvēka roku svara diapazonā. Tas var novērst ražošanas zonas bojājumus un palielināt urbšanas ātrumu un eļļas ražošanu.

Izmantojot HEC, var arī ievērojami uzlabot vispārējo dubļu šķidruma zudumu. Ievērojami uzlabo dubļu stabilitāti. HEC var pievienot kā piedevu nedispersai sāļai bentonīta vircai, lai samazinātu ūdens zudumus un palielinātu viskozitāti, nepalielinot želejas stiprumu. Tajā pašā laikā HEC uzklāšana urbšanas dubļiem var noņemt māla izkliedi un novērst akas sabrukšanu. Dehidratācijas efektivitāte palēnina dubļu slānekļa hidratācijas ātrumu uz urbuma sienas, un garās HEC ķēdes pārklājošais efekts uz urbuma sienas iežu nostiprina iežu struktūru un apgrūtina hidratāciju un izplūšanu, kā rezultātā notiek sabrukšana. Augstas caurlaidības veidojumos ūdens zudumus zaudējošas piedevas, piemēram, kalcija karbonāts, atlasīti ogļūdeņražu sveķi vai ūdenī šķīstoši sāls graudi, var būt efektīvas, bet ekstremālos apstākļos augsta ūdens zuduma sanācijas šķīduma koncentrācija (ti, katrā šķīduma mucā) var izmantot

HEC 1,3-3,2kg), lai novērstu ūdens zudumu dziļi ražošanas zonā.

HEC var izmantot arī kā neraudzējamu aizsarggēlu urbšanas dubļos urbumu apstrādei un augsta spiediena (200 atmosfēras spiediena) un temperatūras mērīšanai.

HEC izmantošanas priekšrocība ir tāda, ka urbšanas un pabeigšanas procesos var izmantot vienus un tos pašus dubļus, samazināt atkarību no citiem disperģētājiem, šķīdinātājiem un PH regulatoriem, ļoti ērta ir šķidruma apstrāde un uzglabāšana.

(2.) Sadalīšanas šķidrums:

Sadalīšanas šķidrumā HEC var paaugstināt viskozitāti, un pats HEC neietekmē eļļas slāni, nebloķēs lūzuma līmi, var labi saplīst. Tam ir arī tādas pašas īpašības kā krekinga šķidrumam uz ūdens bāzes, piemēram, spēcīga smilšu suspensijas spēja un neliela berzes pretestība. 0,1–2% ūdens un spirta maisījums, kas sabiezināts ar HEC un citiem jodētiem sāļiem, piemēram, kāliju, nātriju un svinu, tika ievadīts eļļas urbumā ar augstu spiedienu, lai veiktu lūzumu, un plūsma tika atjaunota 48 stundu laikā. Uz ūdens bāzes izgatavotiem skaldīšanas šķidrumiem, kas izgatavoti ar HEC, pēc sašķidrināšanas praktiski nav atlikumu, īpaši veidojumos ar zemu caurlaidību, no kuriem nevar iztukšot atlikumus. Sārmainos apstākļos kompleksu veido ar mangāna hlorīda, vara hlorīda, vara nitrāta, vara sulfāta un dihromāta šķīdumiem, un to īpaši izmanto atbalsta vielu pārnēsāšanai sašķelšanas šķidrumos. Izmantojot HEC, var izvairīties no viskozitātes zuduma augstas dziļurbuma temperatūras dēļ, eļļas zonas sašķelšanās, un joprojām sasniegt labus rezultātus akās, kuru temperatūra ir augstāka par 371 C. Dziļurbuma apstākļos HEC nav viegli sapūst un sabojāties, un atlikumu ir maz, tāpēc tas būtībā neaizsprosto naftas ceļu, kā rezultātā radīsies pazemes piesārņojums. Veiktspējas ziņā tā ir daudz labāka par plaisāšanā parasti izmantoto līmi, piemēram, lauka elite. Phillips Petroleum arī salīdzināja celulozes ēteru, piemēram, karboksimetilcelulozes, karboksimetilhidroksietilcelulozes, hidroksietilcelulozes, hidroksipropilcelulozes un metilcelulozes, sastāvu un nolēma, ka HEC ir labākais risinājums.

Pēc tam, kad Daqingas naftas atradnē Ķīnā tika izmantots sašķelšanas šķidrums ar 0,6% bāzes šķidruma HEC koncentrāciju un vara sulfāta šķērssaistīšanas līdzekli, tika secināts, ka, salīdzinot ar citām dabiskajām saķerēm, HEC izmantošanai sašķelšanas šķidrumā ir šādas priekšrocības: “(1) bāzes šķidrums pēc sagatavošanas nav viegli sapūties, un to var novietot uz ilgāku laiku; (2) atlieku ir maz. Un pēdējais ir galvenais, lai HEC tiktu plaši izmantots naftas urbumu sašķelšanā ārvalstīs.

(3.) Pabeigšana un nokārtošana:

HEC šķidrums ar zemu cietību neļauj dubļu daļiņām bloķēt rezervuāra telpu, kad tas tuvojas rezervuāram. Ūdens zuduma īpašības arī novērš liela ūdens daudzuma iekļūšanu rezervuārā no dubļiem, lai nodrošinātu rezervuāra ražošanas jaudu.

HEC samazina dubļu pretestību, kas samazina sūkņa spiedienu un samazina enerģijas patēriņu. Tā lieliskā šķīdība sāļos arī nodrošina, ka, paskābinot eļļu Wells, nav nokrišņu.

Pabeigšanas un intervences operācijās grants pārvietošanai tiek izmantota HEC viskozitāte. Pievienojot 0,5–1 kg HEC uz vienu darba šķidruma mucu, no urbuma var iznest granti un granti, tādējādi uzlabojot grants radiālo un garenisko sadalījumu pa urbumu. Sekojošā polimēra noņemšana ievērojami vienkāršo darba un pabeigšanas šķidruma noņemšanas procesu. Retos gadījumos urbuma apstākļos ir nepieciešama korektīva darbība, lai novērstu dubļu atgriešanos urbuma galviņā urbšanas un darba laikā un cirkulācijas šķidruma zudumu. Šajā gadījumā var izmantot augstas koncentrācijas HEC šķīdumu, lai ātri ievadītu 1,3–3,2 kg HEC uz vienu mucu ūdens urbumā. Turklāt ārkārtējos gadījumos katrā dīzeļdegvielas mucā var ievietot aptuveni 23 kg HEC un izsūknēt pa šahtu, lēnām mitrinot to, jo caurumā tas sajaucas ar akmeņu ūdeni.

Smilšu serdeņu caurlaidību, kas piesātināta ar 500 milidarcy šķīdumu koncentrācijā 0,68 kg HEC uz mucu, var atjaunot līdz vairāk nekā 90%, paskābinot ar sālsskābi. Turklāt HEC pabeigšanas šķidrums, kas satur kalcija karbonātu, kas tika izgatavots no 136 ppm nefiltrēta cieta pieaugušo jūras ūdens, atguva 98% no sākotnējā noplūdes ātruma pēc tam, kad filtra kūka tika noņemta no filtra elementa virsmas ar skābi.