Хидроксиетил целулоза (HEC) е важен полимер растворлив во вода кој игра витална улога во дупчењето нафта. Како дериват на целулоза со уникатни физички и хемиски својства, HEC е широко користен во проектите за дупчење на нафтени полиња и производство на нафта.
1. Основни својства на хидроксиетил целулоза (HEC)
Хидроксиетил целулоза (HEC) е нејонско полимерно соединение растворливо во вода, добиено со хемиска модификација на природна целулоза. Со внесување на хидроксиетилни групи во молекуларната структура на целулозата, HEC има силна хидрофилност, така што може да се раствори во вода за да формира колоиден раствор со одредена вискозност. HEC има стабилна молекуларна структура, силна отпорност на топлина, релативно инертни хемиски својства и не е токсичен, без мирис и има добра биокомпатибилност. Овие карактеристики го прават HEC идеален хемиски додаток при дупчење нафта.
2. Механизам на ХЕЦ во дупчење нафта
2.1 Регулирање на вискозноста на течноста за дупчење
За време на дупчењето на нафта, течноста за дупчење (исто така позната како кал за дупчење) е витална функционална течност, која главно се користи за ладење и подмачкување на дупчалката, носење сечи, стабилизирање на ѕидот на бунарот и спречување на издувување. HEC, како згуснувач и модификатор на реологијата, може да го подобри својот работен ефект со прилагодување на вискозноста и реолошките својства на течноста за дупчење. Откако HEC се раствора во течноста за дупчење, формира тродимензионална мрежна структура, која значително ја подобрува вискозноста на течноста за дупчење, а со тоа ја зголемува способноста за носење песок на течноста за дупчење, обезбедувајќи дека сечињата може непречено да се извадат од дното на бунарот и спречување на блокирање на бунарот.
2.2 Стабилност на ѕидот на бунарот и спречување на колапс на бунарот
Стабилноста на ѕидот на бунарот е многу критично прашање во инженерството за дупчење. Поради сложеноста на структурата на подземниот слој и разликата во притисокот генерирана за време на дупчењето, ѕидот на бунарот често е склон кон колапс или нестабилност. Употребата на HEC во течноста за дупчење може ефикасно да ја подобри способноста за контрола на филтрацијата на течноста за дупчење, да ја намали загубата на филтрација на течноста за дупчење до формирањето, а потоа да формира густа каллива торта, ефикасно да ги затвори микро пукнатините на ѕидот на бунарот и да го спречи ѕидот на бунарот да не стане нестабилен. Овој ефект е од големо значење за одржување на интегритетот на ѕидот на бунарот и спречување на колапс на бунарот, особено во формации со силна пропустливост.
2.3 Систем со ниска цврста фаза и еколошки предности
Голема количина цврсти честички обично се додаваат во традиционалниот систем на течност за дупчење за да се подобри вискозноста и стабилноста на течноста за дупчење. Сепак, таквите цврсти честички се подложни на абење на опремата за дупчење и може да предизвикаат загадување на резервоарите при последователното производство на нафтени бунари. Како ефикасен згуснувач, HEC може да го одржи идеалниот вискозитет и реолошките својства на течноста за дупчење во услови на мала содржина на цврсти материи, да го намали абењето на опремата и да го намали оштетувањето на резервоарот. Покрај тоа, HEC има добра биоразградливост и нема да предизвика трајно загадување на животната средина. Затоа, со сè построгите барања за заштита на животната средина денес, предностите на примената на HEC се поочигледни.
3. Предности на HEC при дупчење нафта
3.1 Добра растворливост во вода и ефект на згуснување
HEC, како полимерен материјал растворлив во вода, има добра растворливост при различни услови за квалитет на вода (како свежа вода, солена вода итн.). Ова овозможува HEC да се користи во различни сложени геолошки средини, особено во средини со висока соленост, и сепак може да одржува добри перформанси на згуснување. Неговиот ефект на згуснување е значаен, што може ефикасно да ги подобри реолошките својства на течностите за дупчење, да го намали проблемот со таложење на сечињата и да ја подобри ефикасноста на дупчењето.
3.2 Одлична отпорност на температура и сол
При длабоко и ултра-длабоко бунарско дупчење, температурата и притисокот на формирањето се високи, а течноста за дупчење лесно е под влијание на високата температура и високиот притисок и ги губи своите првични перформанси. HEC има стабилна молекуларна структура и може да ја задржи својата вискозност и реолошки својства при високи температури и притисоци. Покрај тоа, во средини за формирање со висока соленост, HEC сè уште може да одржува добар ефект на згуснување за да спречи кондензирање или дестабилизирање на течноста за дупчење поради пречки на јони. Затоа, HEC има одлична отпорност на температура и сол при сложени геолошки услови и е широко користен во длабоки бунари и тешки проекти за дупчење.
3.3 Ефикасни перформанси на подмачкување
Проблемите со триењето за време на дупчењето се исто така важен фактор што влијае на ефикасноста на дупчењето. Како еден од лубрикантите во течноста за дупчење, HEC може значително да го намали коефициентот на триење помеѓу алатките за дупчење и ѕидовите на бунарот, да го намали абењето на опремата и да го продолжи работниот век на алатките за дупчење. Оваа карактеристика е особено истакната кај хоризонталните бунари, наклонетите бунари и други типови на бунари, што помага да се намали појавата на дефекти во дупката и да се подобри севкупната оперативна ефикасност.
4. Практична примена и мерки на претпазливост на ХЕЦ
4.1 Метод на дозирање и контрола на концентрацијата
Методот на дозирање на HEC директно влијае на неговиот ефект на дисперзија и растворање во течноста за дупчење. Вообичаено, HEC треба постепено да се додава во течноста за дупчење под услови на мешање за да се осигура дека може рамномерно да се раствори и да се избегне агломерација. Во исто време, употребата на HEC треба да биде разумно контролирана во согласност со условите за формирање, барањата за изведба на течноста за дупчење итн. Превисоката концентрација може да предизвика течноста за дупчење да биде премногу вискозна и да влијае на флуидноста; додека премногу ниската концентрација може да не може целосно да ги изврши своите ефекти на згуснување и подмачкување. Затоа, кога се користи HEC, треба да се оптимизира и прилагоди според реалните услови.
4.2 Компатибилност со други адитиви
Во реалните системи за течност за дупчење, обично се додаваат различни хемиски адитиви за да се постигнат различни функции. Затоа, компатибилноста помеѓу HEC и другите адитиви е исто така фактор што треба да се земе предвид. HEC покажува добра компатибилност со многу вообичаени адитиви на течноста за дупчење, како што се намалувачи на загуба на течности, лубриканти, стабилизатори итн., но под одредени услови, некои адитиви може да влијаат на ефектот на згуснување или растворливоста на HEC. Затоа, при дизајнирање на формулата, неопходно е сеопфатно да се разгледа интеракцијата помеѓу различните адитиви за да се обезбеди стабилност и конзистентност на перформансите на течноста за дупчење.
4.3 Заштита на животната средина и третман на отпадни течности
Со сè построгите прописи за заштита на животната средина, еколошката пријатност на течностите за дупчење постепено добива внимание. Како материјал со добра биоразградливост, употребата на HEC може ефикасно да го намали загадувањето на течностите за дупчење на животната средина. Сепак, по завршувањето на дупчењето, отпадните течности кои содржат HEC сè уште треба соодветно да се третираат за да се избегнат негативните ефекти врз околината. Во процесот на третман на отпадни течности, научни методи за третман, како што се искористување и деградација на отпадните течности, треба да се усвојат во комбинација со локалните прописи за заштита на животната средина и техничките барања за да се осигура дека влијанието врз животната средина е минимизирано.
Хидроксиетил целулоза (HEC) игра важна улога во дупчењето нафта. Со својата одлична растворливост во вода, згуснување, отпорност на температура и сол и ефект на подмачкување, тој обезбедува сигурно решение за подобрување на перформансите на течностите за дупчење. Под сложени геолошки услови и сурови работни средини, примената на HEC може ефективно да ја подобри ефикасноста на дупчењето, да го намали абењето на опремата и да обезбеди стабилност на бунарот. Со континуираниот напредок на технологијата на нафтената индустрија, изгледите за примена на HEC во дупчењето нафта ќе бидат пошироки.
Време на објавување: 20-септември 2024 година