HEC për Shpimin e Naftës

Hidroksietil celuloza (HEC) përdoret gjerësisht në shumë sektorë industrialë për vetitë e saj të shkëlqyera të trashjes, pezullimit, shpërndarjes dhe mbajtjes së ujit. Veçanërisht në fushën e naftës, HEC është përdorur në proceset e shpimit, përfundimit, punimit dhe thyerjes, kryesisht si trashës në shëllirë dhe në shumë aplikime të tjera specifike.

HECvetitë e përdorimit të fushave të naftës

(1) Toleranca e kripës:

HEC ka një tolerancë të shkëlqyeshme të kripës për elektrolitet. Duke qenë se HEC është një material jojonik, ai nuk do të jonizohet në mjedis ujor dhe nuk do të prodhojë mbetje reshjesh për shkak të pranisë së përqendrimit të lartë të kripërave në sistem, duke rezultuar në ndryshimin e viskozitetit të tij.

HEC trashëson shumë solucione elektrolite monovalente dhe bivalente me përqendrim të lartë, ndërsa lidhësit e fibrave anionike si CMC prodhojnë kripë nga disa jone metalikë. Në aplikimet e fushës së naftës, HEC nuk ndikohet plotësisht nga fortësia e ujit dhe përqendrimi i kripës dhe madje mund të trash lëngjet e rënda që përmbajnë përqendrime të larta të joneve të zinkut dhe kalciumit. Vetëm sulfati i aluminit mund ta precipitojë atë. Efekti trashues i HEC në ujë të freskët dhe elektrolit të rëndë NaCl, CaCl2 dhe ZnBr2CaBr2 të ngopur.

Kjo tolerancë ndaj kripës i jep HEC mundësinë për të luajtur një rol të rëndësishëm si në këtë pus ashtu edhe në zhvillimin e fushës në det të hapur.

(2) Viskoziteti dhe shkalla e prerjes:

HEC i tretshëm në ujë shpërndahet si në ujë të nxehtë ashtu edhe në të ftohtë, duke prodhuar viskozitet dhe duke formuar plastikë të rreme. Tretësira e saj ujore është aktive sipërfaqësore dhe tenton të formojë shkumë. Zgjidhja e HEC me viskozitet të mesëm dhe të lartë që përdoret në fushën e përgjithshme të naftës është jo-njutoniane, duke treguar një shkallë të lartë pseudoplastike dhe viskoziteti ndikohet nga shpejtësia e prerjes. Me shpejtësi të ulët prerjeje, molekulat HEC renditen në mënyrë të rastësishme, duke rezultuar në ngatërrim zinxhirësh me viskozitet të lartë, gjë që përmirëson viskozitetin: me shpejtësi të lartë të prerjes, molekulat orientohen me drejtimin e rrjedhës, duke zvogëluar rezistencën ndaj rrjedhjes dhe viskoziteti zvogëlohet me rritjen e shpejtësisë së prerjes.

Përmes një numri të madh eksperimentesh, Union Carbide (UCC) arriti në përfundimin se sjellja reologjike e lëngut të shpimit është jolineare dhe mund të shprehet me ligjin e fuqisë:

Sforcimi prerës = K (shkalla e prerjes)n

Ku, n është viskoziteti efektiv i tretësirës me shpejtësi të ulët prerjeje (1s-1).

N është në përpjesëtim të zhdrejtë me hollimin në prerje. .

Në inxhinierinë e baltës, k dhe n janë të dobishme kur llogaritet viskoziteti efektiv i lëngut në kushtet e gropës. Kompania ka zhvilluar një grup vlerash për k dhe n kur HEC(4400cps) është përdorur si një komponent baltë shpimi (tabela 2). Kjo tabelë vlen për të gjitha përqendrimet e solucioneve HEC në ujë të freskët dhe të kripur (0.92 kg/1 nacL). Nga kjo tabelë mund të gjenden vlerat që korrespondojnë me shpejtësinë e prerjes mesatare (100-200 rpm) dhe të ulët (15-30 rpm).

Aplikimi i HEC në fushën e naftës

(1) Lëngu shpues

Lëngjet e shpimit të shtuara HEC përdoren zakonisht në shpimin e gurëve të fortë dhe në situata të veçanta si kontrolli i humbjes së ujit në qarkullim, humbja e tepërt e ujit, presioni jonormal dhe formacionet e pabarabarta të argjilorit. Rezultatet e aplikimit janë gjithashtu të mira në shpime dhe vrima të mëdha.

Për shkak të vetive të tij të trashjes, pezullimit dhe lubrifikimit, HEC mund të përdoret në baltën e shpimit për të ftohur hekurin dhe prerjet e shpimit, si dhe për të sjellë dëmtuesit prerës në sipërfaqe, duke përmirësuar kapacitetin mbajtës të shkëmbit të baltës. Është përdorur në fushën naftëmbajtëse të Shenglisë si lëng për shpimin dhe transportues me efekt të jashtëzakonshëm dhe është vënë në praktikë. Në gropë, kur hasni shpejtësi shumë të lartë të prerjes, për shkak të sjelljes unike reologjike të HEC, viskoziteti i lëngut shpues mund të jetë lokalisht afër viskozitetit të ujit. Nga njëra anë, shkalla e shpimit është përmirësuar, dhe pjesa nuk është e lehtë për t'u ngrohur, dhe jeta e shërbimit të pjesës zgjatet. Nga ana tjetër, vrimat e shpuara janë të pastra dhe kanë përshkueshmëri të lartë. Sidomos në strukturën e gurëve të fortë, ky efekt është shumë i dukshëm, mund të kursejë shumë materiale. .

Në përgjithësi besohet se fuqia e nevojshme për qarkullimin e lëngut të shpimit me një shpejtësi të caktuar varet kryesisht nga viskoziteti i lëngut shpues dhe përdorimi i lëngut shpues HEC mund të reduktojë ndjeshëm fërkimin hidrodinamik, duke reduktuar kështu nevojën për presionin e pompës. Kështu zvogëlohet edhe ndjeshmëria ndaj humbjes së qarkullimit. Për më tepër, çift rrotullimi i fillimit mund të reduktohet kur cikli rifillon pas mbylljes.

Zgjidhja e klorurit të kaliumit të HEC u përdor si një lëng shpimi për të përmirësuar stabilitetin e pusit. Formacioni i pabarabartë mbahet në një gjendje të qëndrueshme për të lehtësuar kërkesat e shtresës së jashtme. Lëngu i shpimit përmirëson më tej kapacitetin mbajtës të shkëmbinjve dhe kufizon difuzionin e prerjeve.

HEC mund të përmirësojë ngjitjen edhe në tretësirën e elektrolitit. Uji i kripur që përmban jone natriumi, jone kalciumi, jone klorur dhe brom haset shpesh në lëngun e ndjeshëm të shpimit. Ky lëng shpimi është i trashur me HEC, i cili mund të mbajë tretshmërinë e xhelit dhe aftësinë e mirë të ngritjes së viskozitetit brenda intervalit të përqendrimit të kripës dhe peshës së krahëve të njeriut. Mund të parandalojë dëmtimin e zonës së prodhimit dhe të rrisë shkallën e shpimit dhe prodhimin e naftës.

Përdorimi i HEC gjithashtu mund të përmirësojë shumë performancën e humbjes së lëngjeve të baltës së përgjithshme. Përmirëson shumë stabilitetin e baltës. HEC mund të shtohet si një aditiv në një pluhur bentoniti të kripur jo të shpërndarjes për të zvogëluar humbjen e ujit dhe për të rritur viskozitetin pa rritur forcën e xhelit. Në të njëjtën kohë, aplikimi i HEC në baltën e shpimit mund të heqë shpërndarjen e argjilës dhe të parandalojë shembjen e pusit. Efikasiteti i dehidrimit ngadalëson shkallën e hidratimit të argjilës së baltës në murin e shpimit dhe efekti mbulues i zinxhirit të gjatë të HEC në shkëmbin e murit të shpimit forcon strukturën e shkëmbit dhe e bën të vështirë hidratimi dhe gërryerja, duke rezultuar në kolaps. Në formacionet me përshkueshmëri të lartë, aditivët e humbjes së ujit si karbonati i kalciumit, rrëshirat e zgjedhura hidrokarbure ose kokrrat e kripës të tretshme në ujë mund të jenë efektive, por në kushte ekstreme, një përqendrim i lartë i solucionit korrigjues të humbjes së ujit (dmth. në çdo fuçi tretësirë) mund të përdoret

HEC 1.3-3.2kg) për të parandaluar humbjen e ujit thellë në zonën e prodhimit.

HEC mund të përdoret gjithashtu si një xhel mbrojtës jo fermentues në baltën e shpimit për trajtimin e puseve dhe për presionin e lartë (200 presion atmosferik) dhe matjen e temperaturës.

Avantazhi i përdorimit të HEC është se proceset e shpimit dhe përfundimit mund të përdorin të njëjtën baltë, të zvogëlojnë varësinë nga dispersantët e tjerë, tretësit dhe rregullatorët e PH, trajtimi dhe ruajtja e lëngjeve janë shumë të përshtatshme.

(2.) Lëngu i thyerjes:

Në lëngun e thyerjes, HEC mund të ngrejë viskozitetin, dhe vetë HEC nuk ka asnjë efekt në shtresën e vajit, nuk do të bllokojë glumin e thyerjes, mund të thyhet mirë. Ai gjithashtu ka të njëjtat karakteristika si lëngu plasaritës me bazë uji, të tilla si aftësia e fortë e pezullimit të rërës dhe rezistencë e vogël ndaj fërkimit. Përzierja 0,1-2% ujë-alkool, e trashur nga HEC dhe kripëra të tjera të jodizuara si kaliumi, natriumi dhe plumbi, u injektua në pusin e naftës me presion të lartë për thyerje dhe rrjedha u rivendos brenda 48 orëve. Lëngjet e thyerjes me bazë uji të prodhuara me HEC praktikisht nuk kanë mbetje pas lëngëzimit, veçanërisht në formacionet me përshkueshmëri të ulët që nuk mund të kullohen nga mbetjet. Në kushte alkaline, kompleksi formohet me klorur mangani, klorur bakri, nitrat bakri, sulfat bakri dhe solucione dikromate, dhe përdoret posaçërisht për mbajtjen e lëngjeve të thyerjes. Përdorimi i HEC mund të shmangë humbjen e viskozitetit për shkak të temperaturave të larta të gropës, thyerjes së zonës së vajit, dhe gjithsesi të arrijë rezultate të mira në puset më të larta se 371 C. Në kushtet e gropës, HEC nuk është e lehtë të kalbet dhe të përkeqësohet, dhe mbetjet janë të ulëta, kështu që në thelb nuk do të bllokojë rrugën e naftës, duke rezultuar në ndotje nëntokësore. Për sa i përket performancës, është shumë më i mirë se ngjitësi i përdorur zakonisht në thyerje, siç është elita e fushës. Phillips Petroleum krahasoi gjithashtu përbërjen e etereve të celulozës si karboksimetil celuloza, karboksimetil hidroksietil celulozë, hidroksietil celulozë, hidroksipropil celulozë dhe metil celulozë, dhe vendosi që HEC ishte zgjidhja më e mirë.

Pasi lëngu i thyerjes me përqendrim 0.6% të lëngut bazë HEC dhe agjent ndërlidhës i sulfatit të bakrit është përdorur në fushën e naftës Daqing në Kinë, është konkluduar se krahasuar me ngjitjet e tjera natyrore, përdorimi i HEC në lëngun e thyerjes ka avantazhet e "(1) lëngu bazë nuk kalbet lehtë pasi përgatitet dhe mund të vendoset për një kohë më të gjatë; (2) mbetja është e ulët. Dhe kjo e fundit është çelësi që HEC të përdoret gjerësisht në thyerjen e puseve të naftës jashtë vendit.

(3.) Përfundimi dhe përpunimi:

Lëngu plotësues me ngurtësi të ulët të HEC parandalon grimcat e baltës që të bllokojnë hapësirën e rezervuarit ndërsa i afrohet rezervuarit. Karakteristikat e humbjes së ujit gjithashtu parandalojnë hyrjen e sasive të mëdha të ujit në rezervuar nga balta për të siguruar kapacitetin prodhues të rezervuarit.

HEC redukton tërheqjen e baltës, e cila ul presionin e pompës dhe redukton konsumin e energjisë. Tretshmëria e tij e shkëlqyer në kripë siguron gjithashtu që të mos ketë reshje gjatë acidizimit të puseve të naftës.

Në operacionet e përfundimit dhe ndërhyrjes, viskoziteti i HEC përdoret për të transferuar zhavorr. Shtimi i 0,5-1 kg HEC për fuçi të lëngut punues mund të bartë zhavorr dhe zhavorr nga pusi, duke rezultuar në një shpërndarje më të mirë të zhavorrit radial dhe gjatësor. Heqja e mëvonshme e polimerit thjeshton shumë procesin e heqjes së lëngut të punës dhe përfundimit. Në raste të rralla, kushtet e gropës kërkojnë veprime korrigjuese për të parandaluar kthimin e baltës në grykën e pusit gjatë shpimit dhe punës dhe humbjes së lëngut qarkullues. Në këtë rast, një zgjidhje HEC me përqendrim të lartë mund të përdoret për të injektuar me shpejtësi 1,3-3,2 kg HEC për fuçi uji. Përveç kësaj, në raste ekstreme, rreth 23 kg HEC mund të futen në çdo fuçi nafte dhe të pompohen poshtë boshtit, duke e hidratuar ngadalë ndërsa përzihet me ujin e shkëmbinjve në vrimë.

Përshkueshmëria e bërthamave të rërës të ngopura me tretësirë ​​500 milidarci në një përqendrim prej 0.68 kg HEC për fuçi mund të rikthehet në më shumë se 90% me acidifikimin me acid klorhidrik. Për më tepër, lëngu i kompletimit HEC që përmban karbonat kalciumi, i cili është bërë nga 136 ppm ujë të ngurtë deti të rritur të pafiltruar, rikuperoi 98% të shkallës fillestare të kullimit pasi torta e filtrit u hoq nga sipërfaqja e elementit të filtrit me acid.