HEC voor olieboringen

Hydroxyethylcellulose (HEC) wordt veel gebruikt in veel industriële sectoren vanwege zijn uitstekende eigenschappen op het gebied van verdikking, suspensie, dispersie en waterretentie. Vooral in de oliesector wordt HEC gebruikt bij boor-, voltooiings-, herstel- en breukprocessen, voornamelijk als verdikkingsmiddel in pekel, en in veel andere specifieke toepassingen.

HECeigenschappen voor het gebruik van olievelden

(1) Zouttolerantie:

HEC heeft een uitstekende zouttolerantie voor elektrolyten. Omdat HEC een niet-ionisch materiaal is, zal het niet worden geïoniseerd in water en zal het geen neerslagresidu produceren vanwege de aanwezigheid van een hoge concentratie zouten in het systeem, wat resulteert in een verandering van de viscositeit.

HEC verdikt veel monovalente en bivalente elektrolytoplossingen met hoge concentratie, terwijl anionische vezellinkers zoals CMC uitzouten van sommige metaalionen produceren. Bij olieveldtoepassingen wordt HEC volledig niet beïnvloed door de waterhardheid en de zoutconcentratie en kan het zelfs zware vloeistoffen verdikken die hoge concentraties zink- en calciumionen bevatten. Alleen aluminiumsulfaat kan het neerslaan. Verdikkend effect van HEC in zoet water en verzadigde NaCl, CaCl2 en ZnBr2CaBr2 zware elektrolyt.

Deze zouttolerantie geeft HEC de mogelijkheid om een ​​belangrijke rol te spelen in zowel deze put- als offshore-veldontwikkeling.

(2) Viscositeit en afschuifsnelheid:

In water oplosbaar HEC lost op in zowel warm als koud water, waardoor viscositeit ontstaat en nepplastic ontstaat. De waterige oplossing is oppervlakteactief en heeft de neiging schuim te vormen. De oplossing van HEC met gemiddelde en hoge viscositeit die in het algemeen in de olievelden wordt gebruikt, is niet-Newtons en vertoont een hoge mate van pseudoplastisch, en de viscositeit wordt beïnvloed door de afschuifsnelheid. Bij lage afschuifsnelheid worden HEC-moleculen willekeurig gerangschikt, wat resulteert in kettingverwarring met hoge viscositeit, wat de viscositeit verbetert: bij hoge afschuifsnelheid worden moleculen georiënteerd met de stroomrichting, waardoor de weerstand tegen stroming wordt verminderd, en de viscositeit neemt af met de toename van de afschuifsnelheid.

Via een groot aantal experimenten concludeerde Union Carbide (UCC) dat het reologische gedrag van boorvloeistof niet-lineair is en kan worden uitgedrukt door de machtswet:

Schuifspanning = K (afschuifsnelheid)n

Waarbij n de effectieve viscositeit is van de oplossing bij een lage afschuifsnelheid (1s-1).

N is omgekeerd evenredig met afschuifverdunning. .

In de moddertechniek zijn k en n nuttig bij het berekenen van de effectieve vloeistofviscositeit onder boorgatomstandigheden. Het bedrijf heeft een reeks waarden voor k en n ontwikkeld toen HEC(4400cps) werd gebruikt als boorspoelingcomponent (tabel 2). Deze tabel geldt voor alle concentraties HEC-oplossingen in zoet en zout water (0,92 kg/1 nacL). Uit deze tabel kunnen de waarden worden gevonden die overeenkomen met gemiddelde (100-200 tpm) en lage (15-30 tpm) afschuifsnelheden.

Toepassing van HEC in olievelden

(1) Boorvloeistof

HEC-toegevoegde boorvloeistoffen worden vaak gebruikt bij het boren in harde rotsen en in speciale situaties zoals beheersing van circulerend waterverlies, overmatig waterverlies, abnormale druk en ongelijkmatige schalieformaties. Ook bij het boren en boren van grote gaten zijn de toepassingsresultaten goed.

Vanwege de verdikkende, ophangende en smerende eigenschappen kan HEC worden gebruikt in boorspoeling om ijzer en boorgruis af te koelen en snijongedierte naar de oppervlakte te brengen, waardoor het rotsdragende vermogen van de modder wordt verbeterd. Het is in het Shengli-olieveld met opmerkelijk effect gebruikt als boorgatverspreidings- en transportvloeistof en is in de praktijk gebracht. In het boorgat kan, als er sprake is van een zeer hoge afschuifsnelheid, vanwege het unieke reologische gedrag van HEC, de viscositeit van de boorvloeistof plaatselijk dicht bij de viscositeit van water liggen. Enerzijds wordt de boorsnelheid verbeterd, is de bit niet gemakkelijk op te warmen en wordt de levensduur van de bit verlengd. Aan de andere kant zijn de geboorde gaten schoon en hebben ze een hoge doorlaatbaarheid. Vooral in de structuur van hard gesteente is dit effect heel duidelijk en kan veel materialen besparen. .

Algemeen wordt aangenomen dat het vermogen dat nodig is voor de circulatie van boorvloeistof met een bepaalde snelheid grotendeels afhankelijk is van de viscositeit van de boorvloeistof, en het gebruik van HEC-boorvloeistof kan de hydrodynamische wrijving aanzienlijk verminderen, waardoor de behoefte aan pompdruk wordt verminderd. Zo wordt ook de gevoeligheid voor circulatieverlies verminderd. Bovendien kan het startkoppel worden verminderd wanneer de cyclus na het uitschakelen wordt hervat.

De kaliumchloride-oplossing van HEC werd gebruikt als boorvloeistof om de stabiliteit van de boorput te verbeteren. De ongelijkmatige formatie wordt in een stabiele toestand gehouden om de vereisten voor de behuizing te verlichten. De boorvloeistof verbetert het draagvermogen van het gesteente verder en beperkt de verspreiding van het boorsel.

HEC kan de hechting verbeteren, zelfs in elektrolytoplossingen. In de gevoelige boorvloeistof wordt vaak zout water aangetroffen dat natriumionen, calciumionen, chloride-ionen en broomionen bevat. Deze boorvloeistof is verdikt met HEC, waardoor de geloplosbaarheid en het goede viscositeitsliftvermogen binnen het bereik van de zoutconcentratie en het gewicht van menselijke armen kunnen blijven. Het kan schade aan de productiezone voorkomen en de boorsnelheid en de olieproductie verhogen.

Het gebruik van HEC kan ook de vloeistofverliesprestaties van algemene modder aanzienlijk verbeteren. Verbeter zeer de stabiliteit van modder. HEC kan als additief worden toegevoegd aan een niet-dispergeerbare zoutoplossing bentonietslurry om waterverlies te verminderen en de viscositeit te verhogen zonder de gelsterkte te vergroten. Tegelijkertijd kan het toepassen van HEC op boorspoeling de verspreiding van klei verwijderen en instorten van de put voorkomen. De dehydratatie-efficiëntie vertraagt ​​de hydratatiesnelheid van modderschalie op de boorgatwand, en het bedekkende effect van een lange keten van HEC op het gesteente van de boorgatmuur versterkt de rotsstructuur en maakt het moeilijk om te worden gehydrateerd en af ​​te spatten, wat resulteert in instorting. In formaties met hoge permeabiliteit kunnen additieven voor waterverlies, zoals calciumcarbonaat, geselecteerde koolwaterstofharsen of in water oplosbare zoutkorrels, effectief zijn, maar in extreme omstandigheden kan een hoge concentratie oplossing voor het herstellen van waterverlies (dat wil zeggen in elk vat oplossing) effectief zijn. mag worden gebruikt

HEC 1,3-3,2 kg) om waterverlies diep in de productiezone te voorkomen.

HEC kan ook worden gebruikt als een niet-fermenteerbare beschermende gel in boorspoeling voor putbehandeling en voor hogedruk- (200 atmosferische druk) en temperatuurmeting.

Het voordeel van het gebruik van HEC is dat bij boor- en voltooiingsprocessen dezelfde modder kan worden gebruikt, waardoor de afhankelijkheid van andere dispergeermiddelen, verdunningsmiddelen en PH-regelaars wordt verminderd, en het hanteren en opslaan van vloeistoffen erg handig is.

(2.) Breukvloeistof:

In de breekvloeistof kan HEC de viscositeit verhogen, en HEC zelf heeft geen effect op de olielaag, blokkeert de breukkluif niet en kan goed breken. Het heeft ook dezelfde kenmerken als kraakvloeistof op waterbasis, zoals een sterk zandophangingsvermogen en een kleine wrijvingsweerstand. Het 0,1-2% water-alcoholmengsel, verdikt door HEC en andere gejodeerde zouten zoals kalium, natrium en lood, werd onder hoge druk in de oliebron geïnjecteerd om te breken, en de stroming werd binnen 48 uur hersteld. Op water gebaseerde breekvloeistoffen gemaakt met HEC hebben vrijwel geen residu na het vloeibaar maken, vooral in formaties met een lage permeabiliteit waaruit residu niet kan worden afgevoerd. Onder alkalische omstandigheden wordt het complex gevormd met oplossingen van mangaanchloride, koperchloride, kopernitraat, kopersulfaat en dichromaat, en wordt het speciaal gebruikt als steunmiddel dat breekvloeistoffen draagt. Het gebruik van HEC kan viscositeitsverlies als gevolg van hoge temperaturen in het boorgat voorkomen, waardoor de oliezone breekt, en toch goede resultaten worden bereikt in putten boven de 371 C. Onder boorgatomstandigheden is HEC niet gemakkelijk te rotten en te bederven, en is het residu laag. het zal dus in principe het oliepad niet blokkeren, wat resulteert in ondergrondse vervuiling. Qua prestaties is het veel beter dan de veelgebruikte lijm bij het breken, zoals veldelite. Phillips Petroleum vergeleek ook de samenstelling van cellulose-ethers zoals carboxymethylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose en methylcellulose, en besloot dat HEC de beste oplossing was.

Nadat de breekvloeistof met een HEC-concentratie van 0,6% basisvloeistof en een verknopingsmiddel met kopersulfaat was gebruikt in het olieveld van Daqing in China, wordt geconcludeerd dat het gebruik van HEC in breekvloeistof, vergeleken met andere natuurlijke adhesies, de voordelen heeft van “(1) de basisvloeistof is na bereiding niet gemakkelijk te rotten en kan langere tijd worden bewaard; (2) het residu is laag. En dit laatste is de sleutel voor HEC om op grote schaal te worden gebruikt bij het breken van oliebronnen in het buitenland.

(3.) Voltooiing en work-over:

HEC's voltooiingsvloeistof met een laag vaste stofgehalte voorkomt dat modderdeeltjes de reservoirruimte blokkeren wanneer deze het reservoir naderen. De waterverlieseigenschappen voorkomen ook dat grote hoeveelheden water vanuit de modder het reservoir binnendringen, waardoor de productiecapaciteit van het reservoir wordt gewaarborgd.

HEC vermindert de modderweerstand, wat de pompdruk verlaagt en het energieverbruik vermindert. De uitstekende zoutoplosbaarheid zorgt er ook voor dat er geen neerslag ontstaat bij het aanzuren van oliebronnen.

Bij voltooiings- en interventiewerkzaamheden wordt de viscositeit van HEC gebruikt om grind over te brengen. Door 0,5-1 kg HEC per vat werkvloeistof toe te voegen, kan grind en grind uit het boorgat worden afgevoerd, wat resulteert in een betere radiale en longitudinale grindverdeling in het boorgat. De daaropvolgende verwijdering van het polymeer vereenvoudigt het proces van het verwijderen van de bewerkings- en voltooiingsvloeistof aanzienlijk. In zeldzame gevallen vereisen de omstandigheden in het boorgat corrigerende maatregelen om te voorkomen dat modder terugkeert naar de putmond tijdens het boren en nawerken en bij circulerend vloeistofverlies. In dit geval kan een HEC-oplossing met hoge concentratie worden gebruikt om snel 1,3-3,2 kg HEC per vat water in de put te injecteren. Bovendien kan in extreme gevallen ongeveer 23 kg HEC in elk vat diesel worden gestopt en door de schacht worden gepompt, waardoor het langzaam wordt gehydrateerd terwijl het zich vermengt met steenwater in het gat.

De doorlaatbaarheid van zandkernen verzadigd met een oplossing van 500 millidarcy bij een concentratie van 0,68 kg HEC per vat kan door aanzuring met zoutzuur tot ruim 90% worden hersteld. Bovendien won de HEC-voltooiingsvloeistof die calciumcarbonaat bevatte, gemaakt uit 136 ppm ongefilterd vast volwassen zeewater, 98% van de oorspronkelijke kwelsnelheid terug nadat de filterkoek met zuur van het oppervlak van het filterelement was verwijderd.