तेल ड्रिलिंगसाठी HEC

हायड्रोक्सीथिल सेल्युलोज (HEC) चा वापर अनेक औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये त्याच्या जाड होणे, निलंबन, फैलाव आणि पाणी धारणा या उत्कृष्ट गुणधर्मांसाठी केला जातो. विशेषतः तेल क्षेत्रामध्ये, HEC चा वापर ड्रिलिंग, पूर्ण करणे, वर्कओव्हर आणि फ्रॅक्चरिंग प्रक्रियेत केला जातो, मुख्यत्वे ब्राइनमध्ये घट्ट करणारा म्हणून आणि इतर अनेक विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये.

एचईसीतेल क्षेत्राच्या वापरासाठी गुणधर्म

(1) मीठ सहनशीलता:

एचईसीमध्ये इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी उत्कृष्ट मीठ सहिष्णुता आहे. HEC ही नॉन-आयोनिक मटेरियल असल्याने, ती पाण्याच्या माध्यमात आयनीकृत होणार नाही आणि सिस्टीममध्ये क्षारांच्या उच्च एकाग्रतेच्या उपस्थितीमुळे पर्जन्य अवशेष निर्माण करणार नाही, परिणामी त्याची चिकटपणा बदलेल.

HEC अनेक उच्च एकाग्रता मोनोव्हॅलेंट आणि बायव्हॅलेंट इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशन्सला जाड करते, तर CMC सारखे ॲनिओनिक फायबर लिंकर काही धातूच्या आयनमधून सॉल्टिंग तयार करतात. ऑइलफिल्ड ऍप्लिकेशन्समध्ये, HEC पाण्याच्या कडकपणा आणि मीठ एकाग्रतेमुळे पूर्णपणे प्रभावित होत नाही आणि जस्त आणि कॅल्शियम आयनची उच्च सांद्रता असलेले जड द्रव देखील घट्ट करू शकते. केवळ ॲल्युमिनियम सल्फेट ते अवक्षेपित करू शकते. ताजे पाणी आणि संतृप्त NaCl, CaCl2 आणि ZnBr2CaBr2 हेवी इलेक्ट्रोलाइटमध्ये HEC चा घट्ट होणे प्रभाव.

या मीठ सहिष्णुतेमुळे HEC या विहीर आणि ऑफशोअर क्षेत्राच्या विकासात महत्त्वाची भूमिका बजावण्याची संधी देते.

(2) स्निग्धता आणि कातरणे दर:

पाण्यात विरघळणारे HEC गरम आणि थंड दोन्ही पाण्यात विरघळते, चिकटपणा निर्माण करते आणि बनावट प्लास्टिक तयार करते. त्याचे जलीय द्रावण पृष्ठभागावर सक्रिय असते आणि फोम बनवते. सामान्य तेलक्षेत्रात वापरल्या जाणाऱ्या मध्यम आणि उच्च स्निग्धता HEC चे द्रावण नॉन-न्यूटोनियन आहे, जे उच्च प्रमाणात स्यूडोप्लास्टिक दर्शविते आणि स्निग्धता कातरणे दराने प्रभावित होते. कमी कातरण दराने, HEC रेणू यादृच्छिकपणे व्यवस्थित केले जातात, परिणामी उच्च स्निग्धतेसह साखळीतील गुंता निर्माण होतात, ज्यामुळे स्निग्धता सुधारते: उच्च कातरण दराने, रेणू प्रवाहाच्या दिशेने दिशानिर्देशित होतात, प्रवाहाचा प्रतिकार कमी करतात आणि कातरणे दर वाढल्याने स्निग्धता कमी होते.

मोठ्या संख्येने प्रयोगांद्वारे, युनियन कार्बाइड (UCC) ने निष्कर्ष काढला की ड्रिलिंग फ्लुइडचे rheological वर्तन अरेखीय आहे आणि पॉवर कायद्याद्वारे व्यक्त केले जाऊ शकते:

कातरणे ताण = K (कातरणे दर)n

जेथे, n कमी कातरणे दराने (1s-1) द्रावणाची प्रभावी स्निग्धता आहे.

एन कातरणे पातळ करण्यासाठी व्यस्त प्रमाणात आहे. .

गाळ अभियांत्रिकीमध्ये, डाउनहोल परिस्थितीत प्रभावी द्रव स्निग्धता मोजताना k आणि n उपयुक्त आहेत. कंपनीने k आणि n साठी मूल्यांचा संच विकसित केला आहे जेव्हा HEC(4400cps) ड्रिलिंग मड घटक म्हणून वापरला जात होता (टेबल 2). हे सारणी ताजे आणि खारट पाण्यात (0.92kg/1 nacL) HEC सोल्यूशनच्या सर्व सांद्रतेवर लागू होते. या सारणीवरून, मध्यम (100-200rpm) आणि कमी (15-30rpm) शीअर रेटशी संबंधित मूल्ये आढळू शकतात.

तेल क्षेत्रात HEC चा वापर

(1) ड्रिलिंग द्रव

HEC जोडलेले ड्रिलिंग फ्लुइड्स सामान्यतः हार्ड रॉक ड्रिलिंगमध्ये वापरले जातात आणि विशेष परिस्थितींमध्ये जसे की फिरते पाणी कमी होणे नियंत्रण, जास्त पाणी कमी होणे, असामान्य दाब आणि असमान शेल फॉर्मेशन. ऍप्लिकेशनचे परिणाम ड्रिलिंग आणि मोठ्या छिद्र ड्रिलिंगमध्ये देखील चांगले आहेत.

घट्ट करणे, निलंबन आणि स्नेहन गुणधर्मांमुळे, HEC चा वापर ड्रिलिंग चिखलात लोखंडी आणि ड्रिलिंग कटिंग्ज थंड करण्यासाठी आणि कटिंग कीटक पृष्ठभागावर आणण्यासाठी, चिखलाची खडक वाहून नेण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो. हे शेंगली ऑइलफिल्डमध्ये बोअरहोल पसरवणारे आणि वाहून नेणारे द्रव म्हणून उल्लेखनीय प्रभावाने वापरले गेले आहे आणि प्रत्यक्षात आणले गेले आहे. डाउनहोलमध्ये, जेव्हा खूप उच्च कातरणेचा दर येतो तेव्हा, HEC च्या अद्वितीय rheological वर्तनामुळे, ड्रिलिंग द्रवपदार्थाची चिकटपणा स्थानिक पातळीवर पाण्याच्या चिकटपणाच्या जवळ असू शकते. एकीकडे, ड्रिलिंग दर सुधारला आहे, आणि बिट गरम करणे सोपे नाही आणि बिटचे सेवा आयुष्य दीर्घकाळापर्यंत आहे. दुसरीकडे, ड्रिल केलेले छिद्र स्वच्छ आहेत आणि उच्च पारगम्यता आहेत. विशेषतः हार्ड रॉक स्ट्रक्चरमध्ये, हा प्रभाव अगदी स्पष्ट आहे, भरपूर सामग्री वाचवू शकतो. .

सामान्यतः असे मानले जाते की दिलेल्या दराने ड्रिलिंग द्रव परिसंचरणासाठी आवश्यक असलेली शक्ती मुख्यत्वे ड्रिलिंग द्रवपदार्थाच्या स्निग्धतेवर अवलंबून असते आणि HEC ड्रिलिंग द्रवपदार्थाचा वापर लक्षणीयरीत्या हायड्रोडायनामिक घर्षण कमी करू शकतो, ज्यामुळे पंप दाबाची आवश्यकता कमी होते. अशा प्रकारे, रक्ताभिसरण कमी होण्याची संवेदनशीलता देखील कमी होते. याव्यतिरिक्त, बंद झाल्यानंतर सायकल पुन्हा सुरू झाल्यावर प्रारंभ टॉर्क कमी केला जाऊ शकतो.

HEC च्या पोटॅशियम क्लोराईडचे द्रावण वेलबोअरची स्थिरता सुधारण्यासाठी ड्रिलिंग द्रव म्हणून वापरले गेले. केसिंग आवश्यकता सुलभ करण्यासाठी असमान निर्मिती स्थिर स्थितीत ठेवली जाते. ड्रिलिंग फ्लुइडमुळे खडक वाहून नेण्याची क्षमता आणखी सुधारते आणि कटिंग्जचा प्रसार मर्यादित होतो.

एचईसी इलेक्ट्रोलाइट सोल्यूशनमध्ये देखील आसंजन सुधारू शकते. सोडियम आयन, कॅल्शियम आयन, क्लोराईड आयन आणि ब्रोमाइन आयन असलेले खारट पाणी बहुतेकदा संवेदनशील ड्रिलिंग द्रवपदार्थात आढळते. हे ड्रिलिंग फ्लुइड HEC ने घट्ट केले आहे, जे जेल विद्राव्यता आणि चांगली स्निग्धता उचलण्याची क्षमता मीठ एकाग्रता आणि मानवी हातांच्या वजनाच्या मर्यादेत ठेवू शकते. हे उत्पादन क्षेत्राचे नुकसान टाळू शकते आणि ड्रिलिंग दर आणि तेल उत्पादन वाढवू शकते.

HEC वापरल्याने सामान्य चिखलातील द्रवपदार्थ कमी होण्याच्या कार्यक्षमतेतही मोठ्या प्रमाणात सुधारणा होऊ शकते. चिखलाची स्थिरता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. पाण्याचे नुकसान कमी करण्यासाठी आणि जेलची ताकद न वाढवता स्निग्धता वाढवण्यासाठी नॉन-डिस्पर्सिबल सलाईन बेंटोनाइट स्लरीमध्ये एचईसी जोडले जाऊ शकते. त्याच वेळी, ड्रिलिंग चिखलावर HEC लागू केल्याने चिकणमातीचा फैलाव दूर होऊ शकतो आणि विहीर कोसळणे टाळता येते. निर्जलीकरण कार्यक्षमतेमुळे बोअरहोलच्या भिंतीवरील चिखलाच्या शेलचा हायड्रेशन रेट कमी होतो आणि बोअरहोलच्या भिंतीवरील खडकावर HEC च्या लांब साखळीचा आच्छादन प्रभाव खडकाची रचना मजबूत करतो आणि ते हायड्रेटेड आणि स्पॅलिंग करणे कठीण बनवते, परिणामी ते कोसळते. उच्च पारगम्यता निर्मितीमध्ये, कॅल्शियम कार्बोनेट, निवडक हायड्रोकार्बन रेजिन किंवा पाण्यात विरघळणारे मिठाचे दाणे यांसारखे पाणी-नुकसान भरणारे पदार्थ प्रभावी असू शकतात, परंतु अत्यंत परिस्थितींमध्ये, पाण्याचे नुकसान उपाय द्रावणाची उच्च एकाग्रता (म्हणजे, द्रावणाच्या प्रत्येक बॅरलमध्ये) वापरले जाऊ शकते

HEC 1.3-3.2kg) उत्पादन झोनमध्ये खोलवर पाण्याचे नुकसान टाळण्यासाठी.

HEC चा वापर विहिरीच्या उपचारासाठी आणि उच्च दाब (200 वातावरणाचा दाब) आणि तापमान मापनासाठी ड्रिलिंग मडमध्ये नॉन-फरमेंटेबल संरक्षणात्मक जेल म्हणून देखील केला जाऊ शकतो.

एचईसी वापरण्याचा फायदा असा आहे की ड्रिलिंग आणि पूर्ण करण्याच्या प्रक्रियेत समान चिखल वापरता येतो, इतर डिस्पर्संट्स, डायल्युएंट्स आणि पीएच रेग्युलेटरवरील अवलंबित्व कमी करता येते, द्रव हाताळणी आणि साठवण अतिशय सोयीचे असते.

(2.) फ्रॅक्चरिंग द्रव:

फ्रॅक्चरिंग फ्लुइडमध्ये, एचईसी स्निग्धता वाढवू शकते आणि एचईसीचा स्वतःच तेलाच्या थरावर कोणताही परिणाम होत नाही, फ्रॅक्चर ग्लूम अवरोधित करणार नाही, चांगले फ्रॅक्चर होऊ शकते. त्यात पाणी-आधारित क्रॅकिंग द्रवपदार्थ सारखीच वैशिष्ट्ये आहेत, जसे की मजबूत वाळू निलंबन क्षमता आणि लहान घर्षण प्रतिरोध. 0.1-2% पाणी-अल्कोहोल मिश्रण, HEC आणि पोटॅशियम, सोडियम आणि शिसे यांसारख्या इतर आयोडीनयुक्त क्षारांनी घट्ट केले, फ्रॅक्चरिंगसाठी उच्च दाबाने तेल विहिरीत टाकले गेले आणि 48 तासांच्या आत प्रवाह पुनर्संचयित केला गेला. HEC सह बनवलेल्या पाण्यावर आधारित फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्समध्ये द्रवीकरणानंतर अक्षरशः कोणतेही अवशेष नसतात, विशेषत: कमी पारगम्यता असलेल्या फॉर्मेशनमध्ये ज्याचा अवशेष काढून टाकता येत नाही. अल्कधर्मी परिस्थितीत, कॉम्प्लेक्स मँगनीज क्लोराईड, कॉपर क्लोराईड, कॉपर नायट्रेट, कॉपर सल्फेट आणि डायक्रोमेट सोल्यूशन्ससह तयार होते आणि विशेषत: फ्रॅक्चरिंग द्रवपदार्थ वाहून नेण्यासाठी प्रॉपपंटसाठी वापरले जाते. HEC चा वापर उच्च डाउनहोल तापमानामुळे, ऑइल झोन फ्रॅक्चरमुळे चिकटपणाचे नुकसान टाळू शकतो आणि तरीही 371 C पेक्षा जास्त वेल्समध्ये चांगले परिणाम मिळवू शकतो. डाउनहोलच्या परिस्थितीत, HEC सडणे आणि खराब होणे सोपे नाही आणि अवशेष कमी आहेत, त्यामुळे ते मुळात तेलाचा मार्ग अवरोधित करणार नाही, परिणामी भूमिगत प्रदूषण होईल. कार्यक्षमतेच्या बाबतीत, हे सामान्यतः फ्रॅक्चरिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या गोंदांपेक्षा बरेच चांगले आहे, जसे की फील्ड एलिट. फिलिप्स पेट्रोलियमने सेल्युलोज इथरच्या रचनेची तुलना केली जसे की कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज, कार्बोक्झिमेथिल हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज, हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज, हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सेल्युलोज आणि मिथाइल सेल्युलोज, आणि HEC हा सर्वोत्तम उपाय असल्याचे ठरवले.

चीनमधील डाकिंग ऑइलफिल्डमध्ये 0.6% बेस फ्लुइड एचईसी एकाग्रता आणि कॉपर सल्फेट क्रॉसलिंकिंग एजंटसह फ्रॅक्चरिंग फ्लुइडचा वापर केल्यानंतर, असा निष्कर्ष काढला जातो की इतर नैसर्गिक आसंजनांच्या तुलनेत, फ्रॅक्चरिंग फ्लुइडमध्ये एचईसीच्या वापराचे फायदे आहेत “(1) बेस फ्लुइड तयार केल्यानंतर सडणे सोपे नसते आणि ते जास्त काळ ठेवता येते; (२) अवशेष कमी आहेत. आणि परदेशात तेल विहीर फ्रॅक्चरिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणाऱ्या HEC साठी नंतरची गुरुकिल्ली आहे.

(3.) पूर्णता आणि वर्कओव्हर:

HEC चे कमी-घन पूर्णता द्रव जलाशयाच्या जवळ येताना मातीच्या कणांना जलाशयाची जागा अडवण्यापासून प्रतिबंधित करते. जलाशयाची उत्पादक क्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी पाणी-नुकसान गुणधर्म देखील चिखलातून मोठ्या प्रमाणात पाणी जलाशयात प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करतात.

HEC मड ड्रॅग कमी करते, ज्यामुळे पंपचा दाब कमी होतो आणि विजेचा वापर कमी होतो. त्याची उत्कृष्ट मीठ विद्राव्यता हे देखील सुनिश्चित करते की तेलाच्या विहिरींचे आम्लीकरण करताना पाऊस पडत नाही.

पूर्ण आणि हस्तक्षेप ऑपरेशन्समध्ये, HEC ची चिकटपणा रेव हस्तांतरित करण्यासाठी वापरली जाते. कार्यरत द्रवपदार्थाच्या प्रति बॅरलमध्ये 0.5-1kg HEC जोडल्याने बोअरहोलमधून रेव आणि रेव वाहून जाऊ शकतात, परिणामी रेडियल आणि रेखांशाचा रेव वितरण डाउनहोल चांगले होते. पॉलिमर नंतरच्या काढण्यामुळे वर्कओव्हर आणि पूर्णता द्रव काढून टाकण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात सुलभ होते. क्वचित प्रसंगी, ड्रिलिंग आणि वर्कओव्हर दरम्यान गाळ विहिरीकडे परत येण्यापासून आणि रक्ताभिसरण द्रवपदार्थ कमी होण्यापासून रोखण्यासाठी डाउनहोलच्या स्थितीत सुधारात्मक कारवाईची आवश्यकता असते. या प्रकरणात, पाण्याच्या डाउनहोलच्या प्रति बॅरलमध्ये 1.3-3.2kg HEC द्रुतपणे इंजेक्ट करण्यासाठी उच्च-सांद्रता HEC द्रावण वापरला जाऊ शकतो. याव्यतिरिक्त, अत्यंत प्रकरणांमध्ये, सुमारे 23 किलो एचईसी डिझेलच्या प्रत्येक बॅरलमध्ये टाकले जाऊ शकते आणि शाफ्टमधून खाली पंप केले जाऊ शकते, ज्यामुळे ते छिद्रातील खडकाच्या पाण्यामध्ये मिसळते.

0. 68 kg HEC प्रति बॅरलच्या एकाग्रतेमध्ये 500 मिलिडार्सी द्रावणाने संतृप्त वाळूच्या कोरांची पारगम्यता हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह आम्लीकरण करून 90% पेक्षा जास्त पुनर्संचयित केली जाऊ शकते. याव्यतिरिक्त, कॅल्शियम कार्बोनेट असलेले एचईसी पूर्णत्वाचे द्रव, जे 136ppm अनफिल्टर्ड सॉलिड प्रौढ समुद्राच्या पाण्यापासून बनवले गेले होते, फिल्टर केकच्या पृष्ठभागावरून ऍसिडद्वारे फिल्टर केक काढून टाकल्यानंतर मूळ सीपेज दराच्या 98% पुनर्प्राप्त केले.