HEC pentru foraj cu ulei

Hidroxietil celuloza (HEC) este utilizat pe scară largă în multe sectoare industriale pentru proprietățile sale excelente de îngroșare, suspensie, dispersie și retenție de apă. Mai ales în câmpul petrolier, HEC a fost utilizat în procesele de foraj, finalizare, de lucru și de fracturare, în principal ca îngroșare în saramură și în multe alte aplicații specifice.

HECProprietăți pentru utilizarea câmpurilor petroliere

(1) Toleranța la sare:

HEC are toleranță excelentă la sare pentru electroliți. Deoarece HEC este un material non-ionic, acesta nu va fi ionizat în mediu de apă și nu va produce reziduuri de precipitații din cauza prezenței unei concentrații mari de săruri în sistem, ceea ce duce la modificarea vâscozității sale.

HEC îngroașă multe soluții monovalente de concentrație mare și bivalentă, în timp ce legăturile de fibre anionice, cum ar fi CMC, produc sărat din unii ioni metalici. În aplicațiile din câmpul petrolier, HEC nu este complet afectat de duritatea apei și concentrația de sare și poate chiar îngroșa lichidele grele care conțin concentrații mari de ioni de zinc și calciu. Doar sulfatul de aluminiu îl poate precipita. Efectul de îngroșare a HEC în apa dulce și NaCl saturat, CACL2 și ZnBR2CABR2 Electrolit greu.

Această toleranță la sare oferă HEC posibilitatea de a juca un rol important atât în ​​acest bine, cât și în dezvoltarea terenului offshore.

(2) vâscozitatea și rata de forfecare:

HEC solubil în apă se dizolvă atât în ​​apa caldă, cât și în cea rece, producând vâscozitate și formând materiale plastice false. Soluția sa apoasă este activă la suprafață și tinde să formeze spume. Soluția de vâscozitate medie și ridicată HEC utilizată în câmpul petrolier general este non-newtoniană, prezentând un grad ridicat de pseudoplastic, iar vâscozitatea este afectată de rata de forfecare. La o viteză scăzută de forfecare, moleculele HEC sunt aranjate aleatoriu, ceea ce duce la încurcături în lanț cu vâscozitate ridicată, ceea ce îmbunătățește vâscozitatea: la o viteză ridicată de forfecare, moleculele devin orientate cu direcția fluxului, reducând rezistența la flux, iar vâscozitatea scade odată cu creșterea ratei de forfecare.

Printr -un număr mare de experimente, carbura Uniunii (UCC) a concluzionat că comportamentul reologic al lichidului de foraj este neliniar și poate fi exprimat prin legea puterii:

Stres de forfecare = k (rata de forfecare) n

Unde, n este vâscozitatea efectivă a soluției la o viteză scăzută de forfecare (1S-1).

N este invers proporțional cu diluarea forfecării. .

În inginerie de noroi, k și n sunt utile atunci când se calculează vâscozitatea efectivă a fluidului în condiții de coborâre. Compania a dezvoltat un set de valori pentru K și N atunci când HEC (4400cps) a fost utilizat ca componentă de noroi de foraj (tabelul 2). Acest tabel se aplică tuturor concentrațiilor de soluții HEC în apă proaspătă și sărată (0,92 kg/1 NaCl). Din acest tabel, se pot găsi valorile corespunzătoare ratelor de forfecare medii (100-200rpm) și scăzute (15-30rpm).

Aplicarea HEC în câmpul petrolier

(1) Lichid de foraj

HEC a adăugat lichide de foraj sunt utilizate în mod obișnuit în forajul rocilor hard și în situații speciale, cum ar fi controlul pierderii de apă circulante, pierderea excesivă a apei, presiunea anormală și formațiunile de șist inegale. Rezultatele aplicației sunt, de asemenea, bune în foraj și foraj mare la găuri.

Datorită proprietăților sale de îngroșare, suspensie și lubrifiere, HEC poate fi utilizat în noroiul de foraj pentru a răci fier și butașii de foraj și poate aduce dăunători de tăiere la suprafață, îmbunătățind capacitatea de transport a rocii. Acesta a fost utilizat în câmpul petrolier Shengli ca răspândire și transportând lichid cu efect remarcabil și a fost pus în practică. În gaură în jos, atunci când se confruntă cu o rată de forfecare foarte mare, datorită comportamentului reologic unic al HEC, vâscozitatea lichidului de foraj poate fi local aproape de vâscozitatea apei. Pe de o parte, rata de foraj este îmbunătățită, iar bitul nu este ușor de încălzit, iar durata de viață a bitului este prelungită. Pe de altă parte, găurile găurite sunt curate și au o permeabilitate ridicată. Mai ales în structura rocilor hard, acest efect este foarte evident, poate economisi o mulțime de materiale. .

În general, se crede că puterea necesară pentru a găuri circulația fluidului la o rată dată depinde în mare măsură de vâscozitatea lichidului de foraj, iar utilizarea lichidului de foraj HEC poate reduce semnificativ frecarea hidrodinamică, reducând astfel necesitatea presiunii pompei. Astfel, sensibilitatea la pierderea circulației este, de asemenea, redusă. În plus, cuplul de pornire poate fi redus atunci când ciclul se reia după oprirea.

Soluția de clorură de potasiu HEC a fost utilizată ca un lichid de foraj pentru a îmbunătăți stabilitatea puțului. Formația neuniformă este deținută într -o stare stabilă pentru a ușura cerințele de carcasă. Lichidul de foraj îmbunătățește în continuare capacitatea de transport a rocilor și limitează difuzarea butașilor.

HEC poate îmbunătăți aderența chiar și în soluția de electroliți. Apa salină care conține ioni de sodiu, ioni de calciu, ioni de clorură și ioni de brom este adesea întâlnită în lichidul de foraj sensibil. Acest lichid de foraj este îngroșat cu HEC, care poate menține solubilitatea gelului și o bună capacitate de ridicare a vâscozității în intervalul concentrației de sare și ponderarea brațelor umane. Poate preveni deteriorarea zonei producătoare și poate crește rata de foraj și producția de petrol.

Utilizarea HEC poate îmbunătăți foarte mult performanța pierderii fluide a noroiului general. Îmbunătățirea considerabilă stabilitatea noroiului. HEC poate fi adăugat ca un aditiv la o suspensie de bentonită salină non-dispersibilă pentru a reduce pierderea de apă și a crește vâscozitatea fără a crește rezistența la gel. În același timp, aplicarea HEC la noroiul de foraj poate îndepărta dispersia argilei și poate preveni prăbușirea binelui. Eficiența de deshidratare încetinește rata de hidratare a șistului de noroi pe peretele găurilor de foraj, iar efectul de acoperire al lanțului lung de HEC pe roca de perete a forajului întărește structura rocilor și face dificilă hidratarea și spânzurarea, rezultând prăbușirea. În formațiuni de permeabilitate ridicată, aditivii de pierdere a apei, cum ar fi carbonatul de calciu, rășinile selectate de hidrocarburi sau boabele de sare solubile în apă pot fi eficiente, dar în condiții extreme, o concentrație mare de soluție de remediere a pierderii apei (adică în fiecare butoi de soluție) poate fi utilizat

HEC 1,3-3,2 kg) pentru a preveni pierderea de apă adânc în zona de producție.

HEC poate fi, de asemenea, utilizat ca un gel protector necunoscut în noroiul de foraj pentru tratamentul cu puțuri și pentru presiunea înaltă (200 de presiune atmosferică) și măsurarea temperaturii.

Avantajul utilizării HEC este că procesele de foraj și finalizare pot utiliza același noroi, pot reduce dependența de alți dispersanți, diluanți și regulatori de pH, manipularea lichidului și depozitarea sunt foarte convenabile.

(2.) Fracturarea lichidului:

În lichidul de fracturare, HEC poate ridica vâscozitatea, iar HEC în sine nu are efect asupra stratului de ulei, nu va bloca scularea fracturii, se poate fractura bine. De asemenea, are aceleași caracteristici ca și lichidul de fisurare pe bază de apă, cum ar fi capacitatea puternică de suspensie de nisip și rezistența mică la frecare. Amestecul de 0,1-2% cu apă alcool, îngroșat de HEC și alte săruri iodizate, cum ar fi potasiu, sodiu și plumb, a fost injectat în puțul de ulei la presiune ridicată pentru fracturare, iar fluxul a fost restaurat în 48 de ore. Lichidele de fracturare pe bază de apă făcute cu HEC nu au practic reziduuri după lichefiere, în special în formațiuni cu permeabilitate scăzută care nu pot fi scurse de reziduuri. În condiții alcaline, complexul este format cu clorură de mangan, clorură de cupru, nitrat de cupru, sulfat de cupru și soluții de dicromat și este utilizat special pentru a transporta fluide de fracturare. Utilizarea HEC poate evita pierderea de vâscozitate din cauza temperaturilor ridicate de gaură, fracturarea zonei petroliere și totuși obține rezultate bune în puțuri mai mari de 371 C. În condițiile de coborâre, HEC nu este ușor de putregai și de deteriorat, iar reziduul este scăzut, Deci, practic, nu va bloca calea uleiului, rezultând poluarea subterană. În ceea ce privește performanța, este mult mai bun decât lipiciul utilizat în mod obișnuit în fracturare, cum ar fi Field Elite. Phillips petroleum a comparat, de asemenea, compoziția eterilor de celuloză, cum ar fi carboximetil celuloză, carboximetil hidroxietil celuloză, hidroxietil celuloză, hidroxipropil celuloză și metil celuloză și a decis că HEC este cea mai bună soluție.

După ce fluidul de fracturare cu concentrație de HEC de fluid de bază de 0,6% și agent de reticulare de sulfat de cupru a fost utilizat în câmpul petrolier DAQING în China, se concluzionează că în comparație cu alte adeziuni naturale, utilizarea HEC în fluidul de fracturare are avantajele „(1) Lichidul de bază nu este ușor de putrezit după ce a fost pregătit și poate fi plasat mai mult timp; (2) Reziduul este scăzut. Și aceasta din urmă este cheia pentru HEC să fie utilizată pe scară largă în fracturarea puțului de ulei în străinătate.

(3.) Finalizare și Workover:

Lichidul de finalizare cu solid scăzut al HEC împiedică particulele de noroi să blocheze spațiul rezervorului pe măsură ce se apropie de rezervor. Proprietățile de pierdere a apei împiedică, de asemenea, cantități mari de apă să intre în rezervor din noroi pentru a asigura capacitatea productivă a rezervorului.

HEC reduce tracțiunea de noroi, ceea ce scade presiunea pompei și reduce consumul de energie. Solubilitatea sa excelentă a sării asigură, de asemenea, că nu există precipitații atunci când acidizând puțurile de ulei.

În operațiunile de finalizare și intervenție, vâscozitatea HEC este utilizată pentru a transfera pietrișul. Adăugarea de 0,5-1 kg HEC pe baril de lichid de lucru poate transporta pietriș și pietriș din foraj, ceea ce duce la o distribuție mai bună radială și longitudinală a pietrișului. Înlăturarea ulterioară a polimerului simplifică foarte mult procesul de eliminare a lichidului de lucru și de finalizare. În rare ocazii, condițiile de coborâre necesită acțiuni corective pentru a împiedica întoarcerea noroiului la capul de puț în timpul forajului și a muncii și a pierderii de lichid circulant. În acest caz, o soluție HEC cu concentrare ridicată poate fi utilizată pentru a injecta rapid 1,3-3,2 kg de HEC pe baril de apă în jos. În plus, în cazuri extreme, aproximativ 23 kg de HEC pot fi introduse în fiecare butoi de motorină și pompat pe arbore, hidratându -l încet pe măsură ce se amestecă cu apă de rocă în gaură.

Permeabilitatea nucleelor ​​de nisip saturate cu soluție de 500 de milidarcy la o concentrație de 0. 68 kg HEC pe baril poate fi restabilită la mai mult de 90% prin acidificare cu acid clorhidric. În plus, lichidul de completare a HEC care conține carbonat de calciu, care a fost obținut din 136 ppm de apă de mare adultă nefiltrată, a recuperat 98% din rata inițială de scurgere după ce tortul de filtru a fost îndepărtat de pe suprafața elementului de filtru prin acid.