HEC for oljeboring

Hydroksyetylcellulose (HEC) er mye brukt i mange industrisektorer for sine utmerkede egenskaper for fortykning, suspensjon, dispersjon og vannretensjon. Spesielt i oljefeltet har HEC blitt brukt i bore-, kompletterings-, overhalings- og fraktureringsprosesser, hovedsakelig som fortykningsmiddel i saltlake, og i mange andre spesifikke bruksområder.

HECegenskaper til bruk av oljefelt

(1) Salttoleranse:

HEC har utmerket salttoleranse for elektrolytter. Siden HEC er et ikke-ionisk materiale, vil det ikke ioniseres i vannmedium og vil ikke produsere utfellingsrester på grunn av tilstedeværelsen av høy konsentrasjon av salter i systemet, noe som resulterer i endring av dets viskositet.

HEC fortykker mange monovalente og bivalente elektrolyttløsninger med høy konsentrasjon, mens anioniske fiberlinkere som CMC produserer salting av noen metallioner. I oljefeltapplikasjoner er HEC fullstendig upåvirket av vannhardhet og saltkonsentrasjon og kan til og med gjøre tunge væsker som inneholder høye konsentrasjoner av sink og kalsiumioner tykkere. Bare aluminiumsulfat kan utfelle det. Fortykningseffekt av HEC i ferskvann og mettet NaCl, CaCl2 og ZnBr2CaBr2 tung elektrolytt.

Denne salttoleransen gir HEC muligheten til å spille en viktig rolle i både denne brønn- og offshorefeltutviklingen.

(2) Viskositet og skjærhastighet:

Vannløselig HEC løses opp i både varmt og kaldt vann, produserer viskositet og danner falsk plast. Dens vandige løsning er overflateaktiv og har en tendens til å danne skum. Løsningen av HEC med middels og høy viskositet som brukes i generelle oljefelt er ikke-newtonsk, og viser en høy grad av pseudoplastisk, og viskositeten påvirkes av skjærhastighet. Ved lav skjærhastighet er HEC-molekyler tilfeldig ordnet, noe som resulterer i kjedefloker med høy viskositet, noe som forbedrer viskositeten: ved høy skjærhastighet blir molekylene orientert med strømningsretningen, reduserer motstanden mot strømning, og viskositeten avtar med økningen i skjærhastigheten.

Gjennom et stort antall eksperimenter konkluderte Union Carbide (UCC) at den reologiske oppførselen til borevæske er ikke-lineær og kan uttrykkes ved kraftlov:

Skjærspenning = K (skjærhastighet)n

Hvor n er den effektive viskositeten til løsningen ved lav skjærhastighet (1s-1).

N er omvendt proporsjonal med skjærfortynning. .

I slamteknikk er k og n nyttige når man beregner effektiv fluidviskositet under forhold nede i borehullet. Selskapet har utviklet et sett med verdier for k og n når HEC(4400cps) ble brukt som boreslamkomponent (tabell 2). Denne tabellen gjelder for alle konsentrasjoner av HEC-løsninger i ferskvann og saltvann (0,92 kg/1 nacL). Fra denne tabellen kan du finne verdiene som tilsvarer middels (100-200rpm) og lave (15-30rpm) skjærhastigheter.

Anvendelse av HEC i oljefelt

(1) Borevæske

HEC-tilsatte borevæsker brukes ofte i hard bergboring og i spesielle situasjoner som sirkulerende vanntapkontroll, overdreven vanntap, unormalt trykk og ujevne skiferformasjoner. Påføringsresultatene er også gode ved boring og store hull.

På grunn av fortyknings-, suspensjons- og smøreegenskapene kan HEC brukes i boreslam for å avkjøle jern og borekaks, og bringe skjærende skadedyr til overflaten, noe som forbedrer steinbæreevnen til slammet. Den har blitt brukt i Shengli oljefelt som borehullsspredning og væsketransport med bemerkelsesverdig effekt og har blitt tatt i bruk. I nedihullet, når man møter svært høy skjærhastighet, på grunn av den unike reologiske oppførselen til HEC, kan viskositeten til borevæsken være lokalt nær viskositeten til vannet. På den ene siden er borehastigheten forbedret, og borkronen er ikke lett å varme opp, og borkronens levetid forlenges. På den annen side er hullene som bores rene og har høy permeabilitet. Spesielt i hard rock struktur er denne effekten veldig åpenbar, kan spare mye materialer. .

Det antas generelt at kraften som kreves for sirkulasjon av borevæske ved en gitt hastighet i stor grad er avhengig av viskositeten til borevæsken, og bruk av HEC-borevæske kan redusere hydrodynamisk friksjon betydelig, og dermed redusere behovet for pumpetrykk. Dermed reduseres også følsomheten for tap av sirkulasjon. I tillegg kan startmomentet reduseres når syklusen gjenopptas etter avstengning.

HECs kaliumkloridløsning ble brukt som borevæske for å forbedre borehullets stabilitet. Den ujevne formasjonen holdes i en stabil tilstand for å lette kravene til foringsrør. Borevæsken forbedrer bergets bæreevne ytterligere og begrenser spredningen av borekaks.

HEC kan forbedre vedheft selv i elektrolyttløsning. Saltvann som inneholder natriumioner, kalsiumioner, kloridioner og bromioner påtreffes ofte i den følsomme borevæsken. Denne borevæsken er fortykket med HEC, som kan holde gelløselighet og god viskositetsløfteevne innenfor området for saltkonsentrasjon og vekting av menneskearmer. Det kan forhindre skade på produksjonssonen og øke borehastigheten og oljeproduksjonen.

Bruk av HEC kan også i stor grad forbedre ytelsen til væsketapet til generell gjørme. Betraktelig forbedre stabiliteten til gjørme. HEC kan tilsettes som et additiv til en ikke-dispergerbar bentonittslurry med saltvann for å redusere vanntap og øke viskositeten uten å øke gelstyrken. Samtidig kan påføring av HEC på boreslam fjerne spredningen av leire og forhindre brønnkollaps. Dehydreringseffektiviteten bremser hydratiseringshastigheten til slamskifer på borehullsveggen, og dekkende effekten av lang kjede av HEC på borehullsveggen styrker bergstrukturen og gjør det vanskelig å bli hydrert og avskalling, noe som resulterer i kollaps. I formasjoner med høy permeabilitet kan vanntapsadditiver som kalsiumkarbonat, utvalgte hydrokarbonharpikser eller vannløselige saltkorn være effektive, men under ekstreme forhold kan en høy konsentrasjon av vanntap-saneringsløsning (dvs. i hvert fat med løsning) kan brukes

HEC 1,3-3,2 kg) for å forhindre vanntap dypt inn i produksjonssonen.

HEC kan også brukes som en ikke-fermenterbar beskyttelsesgel i boreslam for brønnbehandling og for høytrykk (200 atmosfærisk trykk) og temperaturmåling.

Fordelen med å bruke HEC er at bore- og kompletteringsprosesser kan bruke samme slam, redusere avhengigheten av andre dispergeringsmidler, fortynningsmidler og PH-regulatorer, væskehåndtering og lagring er veldig praktisk.

(2.) Bruddvæske:

I fraktureringsvæsken kan HEC løfte viskositeten, og HEC i seg selv har ingen effekt på oljelaget, vil ikke blokkere bruddlimen, kan frakturere godt. Den har også de samme egenskapene som vannbasert crackingvæske, som sterk sandsuspensjonsevne og liten friksjonsmotstand. Den 0,1-2 % vann-alkoholblandingen, fortykket med HEC og andre iodiserte salter som kalium, natrium og bly, ble injisert i oljebrønnen ved høyt trykk for frakturering, og strømmen ble gjenopprettet innen 48 timer. Vannbaserte fraktureringsvæsker laget med HEC har praktisk talt ingen rester etter flytendegjøring, spesielt i formasjoner med lav permeabilitet som ikke kan dreneres for rester. Under alkaliske forhold dannes komplekset med manganklorid, kobberklorid, kobbernitrat, kobbersulfat og dikromatløsninger, og brukes spesielt til proppemiddel som bærer fraktureringsvæsker. Bruk av HEC kan unngå viskositetstap på grunn av høye temperaturer nede i borehullet, frakturering av oljesonen, og likevel oppnå gode resultater i brønner høyere enn 371 C. Under forhold nede i borehullet er ikke HEC lett å råtne og forringes, og restmengden er lav, så det vil i utgangspunktet ikke blokkere oljebanen, noe som resulterer i underjordisk forurensning. Når det gjelder ytelse, er det mye bedre enn det vanlig brukte limet i frakturering, for eksempel felt elite. Phillips Petroleum sammenlignet også sammensetningen av celluloseetere som karboksymetylcellulose, karboksymetylhydroksyetylcellulose, hydroksyetylcellulose, hydroksypropylcellulose og metylcellulose, og bestemte at HEC var den beste løsningen.

Etter at fraktureringsvæsken med 0,6 % basevæske HEC-konsentrasjon og kobbersulfat-tverrbindingsmiddel ble brukt i Daqing oljefelt i Kina, konkluderes det med at sammenlignet med andre naturlige adhesjoner har bruken av HEC i fraktureringsvæske fordelene av "(1) basevæske er ikke lett å råtne etter å ha blitt tilberedt, og kan plasseres i lengre tid; (2) resten er lav. Og sistnevnte er nøkkelen til at HEC blir mye brukt i oljebrønnfrakturering i utlandet.

(3.) Fullføring og overhaling:

HECs lavfaste kompletteringsvæske forhindrer slampartikler i å blokkere reservoarrommet når det nærmer seg reservoaret. Vanntapsegenskapene forhindrer også at store mengder vann kommer inn i reservoaret fra gjørmen for å sikre reservoarets produksjonskapasitet.

HEC reduserer slammotstand, noe som senker pumpetrykket og reduserer strømforbruket. Dens utmerkede saltløselighet sikrer også at det ikke er noen nedbør når oljebrønner surgjøres.

Ved kompletterings- og intervensjonsoperasjoner brukes HECs viskositet til å overføre grus. Tilsetning av 0,5-1 kg HEC per fat arbeidsvæske kan frakte grus og grus fra borehullet, noe som resulterer i bedre radiell og langsgående grusfordeling nede i hullet. Den påfølgende fjerningen av polymeren forenkler i stor grad prosessen med å fjerne overhalings- og kompletteringsvæske. I sjeldne tilfeller krever forhold nede i borehullet korrigerende tiltak for å forhindre at slam returnerer til brønnhodet under boring og overhaling og tap av sirkulerende væske. I dette tilfellet kan en HEC-løsning med høy konsentrasjon brukes til å raskt injisere 1,3-3,2 kg HEC per fat vann nede i hullet. I tillegg, i ekstreme tilfeller, kan ca. 23 kg HEC puttes inn i hvert fat diesel og pumpes ned i akselen, og sakte hydrere den mens den blandes med steinvann i hullet.

Permeabiliteten til sandkjerner mettet med 500 millidarcy-løsning ved en konsentrasjon på 0,68 kg HEC per fat kan gjenopprettes til mer enn 90 % ved surgjøring med saltsyre. I tillegg gjenvunnet HEC-kompletteringsvæsken som inneholdt kalsiumkarbonat, som var laget av 136 ppm ufiltrert fast voksent sjøvann, 98 % av den opprinnelige siverhastigheten etter at filterkaken ble fjernet fra overflaten av filterelementet med syre.