HEC för oljeborrning

Hydroxietylcellulosa (HEC) används ofta i många industrisektorer för dess utmärkta egenskaper för förtjockning, suspension, spridning och vattenhållning. Speciellt inom oljefältet har HEC använts vid borrning, slutförande, arbets- och sprickprocesser, främst som en förtjockningsmedel i saltlösning och i många andra specifika applikationer.

Hecegenskaper till användning av oljefält

(1) Salttolerans:

HEC har utmärkt salttolerans för elektrolyter. Eftersom HEC är ett icke-joniskt material kommer det inte att joniseras i vattenmedium och kommer inte att producera utfällningsrester på grund av närvaron av hög koncentration av salter i systemet, vilket resulterar i förändring av dess viskositet.

HEC förtjockar många monovalenta och bivalenta elektrolytlösningar med hög koncentration, medan anjoniska fiberlänkar såsom CMC producerar saltning av vissa metalljoner. I oljefältapplikationer påverkas HEC helt av vattenhårdhet och saltkoncentration och kan till och med tjockna tunga vätskor som innehåller höga koncentrationer av zink- och kalciumjoner. Endast aluminiumsulfat kan fälla ut det. Förtjockningseffekt av HEC i färskt vatten och mättad NaCl, CaCl2 och Znbr2CABR2 tung elektrolyt.

Denna salttolerans ger HEC möjlighet att spela en viktig roll i både denna väl- och offshore -fältutveckling.

(2) Viskositet och skjuvningshastighet:

Vattenlöslig HEC upplöses i både varmt och kallt vatten, producerar viskositet och bildar falsk plast. Dess vattenlösning är ytaktiv och tenderar att bilda skum. Lösningen av medelhög och hög viskositet HEC som används i allmänt oljefält är icke-Newtonian, som visar en hög grad av pseudoplastisk, och viskositeten påverkas av skjuvhastighet. I låg skjuvhastighet är HEC -molekyler slumpmässigt arrangerade, vilket resulterar i kedjestanglar med hög viskositet, vilket förbättrar viskositeten: med hög skjuvhastighet blir molekyler orienterade med flödesriktning, minskar resistensen mot flödet och viskositeten minskar med ökningen av skjuvhastigheten.

Genom ett stort antal experiment drog Union Carbide (UCC) slutsatsen att det reologiska beteendet hos borrvätska är olinjärt och kan uttryckas genom maktlagar:

Skjuvspänning = k (skjuvhastighet) n

Där, n är lösningens effektiva viskositet med låg skjuvhastighet (1S-1).

N är omvänt proportionell mot skjuvutspädning. .

I Mud Engineering är K och N användbara vid beräkning av effektiv vätskeviskositet under hålförhållanden. Företaget har utvecklat en uppsättning värden för K och N när HEC (4400CPS) användes som en borrning av lerakomponent (tabell 2). Denna tabell gäller alla koncentrationer av HEC -lösningar i färskt och saltvatten (0,92 kg/1 NaCl). Från denna tabell kan värdena som motsvarar medium (100-200 rpm) och låga (15-30 rpm) skjuvningshastigheter hittas.

Applicering av HEC i oljefältet

(1) borrvätska

HEC tillsatt borrvätskor används ofta i hårdrockborrning och i speciella situationer såsom cirkulerande vattenförlustkontroll, överdriven vattenförlust, onormalt tryck och ojämna skifferformationer. Applikationsresultaten är också bra vid borrning och borrning av stora hål.

På grund av dess förtjockning, suspension och smörjningsegenskaper kan HEC användas i borrning av lera för att svala järn- och borrstar och föra skärande skadedjur till ytan, förbättra lerans bärkapacitet. Det har använts i Shengli Oilfield när borrhålet sprider och bär vätska med anmärkningsvärd effekt och har införts. I nackdelen, när man möter mycket hög skjuvningshastighet, på grund av det unika reologiska beteendet hos HEC, kan viskositeten hos borrvätska vara lokalt nära vattenviskositeten. Å ena sidan förbättras borrhastigheten, och biten är inte lätt att värma upp, och livslängden för biten är förlängd. Å andra sidan är hålen som borrats rena och har hög permeabilitet. Speciellt i hårdrockstrukturen är denna effekt mycket uppenbar, kan spara mycket material. .

Det tros i allmänhet att den kraft som krävs för borrningsvätskedirkulation med en given hastighet till stor del är beroende av borrvätskans viskositet, och användningen av HEC -borrvätska kan avsevärt minska hydrodynamisk friktion, vilket minskar behovet av pumptrycket. Således minskas också känsligheten för förlust av cirkulation. Dessutom kan startmomentet minskas när cykeln återupptas efter avstängning.

HEC: s kaliumkloridlösning användes som en borrvätska för att förbättra stabiliteten i brunnbor. Den ojämna formationen hålls i ett stabilt tillstånd för att underlätta höljeskraven. Borrvätskan förbättrar ytterligare berget kapacitet och begränsar sticklingar diffusion.

HEC kan förbättra vidhäftningen även i elektrolytlösning. Saltvatten som innehåller natriumjoner, kalciumjoner, kloridjoner och bromjoner uppstår ofta i den känsliga borrvätskan. Denna borrvätska förtjockas med HEC, vilket kan hålla gellöslighet och god viskositetslyftförmåga inom området för saltkoncentration och viktning av mänskliga armar. Det kan förhindra skador på den producerande zonen och öka borrfrekvensen och oljeproduktionen.

Att använda HEC kan också förbättra den allmänna lerans flytande förlust. Förbättra stabiliteten i leran. HEC kan tillsättas som ett tillsatsmedel till en icke-duspersibel saltlösningsbentonituppslamning för att minska vattenförlusten och öka viskositeten utan att öka gelstyrkan. Samtidigt kan applicering av HEC på borrning av lera ta bort spridningen av lera och förhindra väl kollaps. Dehydratiseringseffektiviteten bromsar hydreringshastigheten för leraskiffer på borrhålsväggen, och täckningseffekten av lång kedja av HEC på borrhålets väggberg stärker bergstrukturen och gör det svårt att hydratiseras och spallar, vilket resulterar i kollaps. I höga permeabilitetsformationer kan vattenförlusttillsatser såsom kalciumkarbonat, utvalda kolväteshartser eller vattenlösliga saltkorn vara effektiva, men under extrema förhållanden kan en hög koncentration av vattenförlustlösning (dvs. i varje fat av lösning) kan användas

HEC 1,3-3,2 kg) för att förhindra vattenförlust djupt in i produktionszonen.

HEC kan också användas som en icke-jämnbar skyddande gel i borrslera för brunnbehandling och för högt tryck (200 atmosfärstryck) och temperaturmätning.

Fördelen med att använda HEC är att borr- och slutförandeprocesser kan använda samma lera, minska beroendet av andra dispergeringsmedel, utspädningsmedel och pH -regulatorer, vätskehantering och lagring är mycket praktiska.

(2.) Sprickvätska:

I sprickningsvätskan kan HEC lyfta viskositeten, och HEC själv har ingen effekt på oljeskiktet, kommer inte att blockera frakturlyftan, kan frakturer väl. Den har också samma egenskaper som vattenbaserad sprickvätska, såsom stark sandupphängningsförmåga och liten friktionsmotstånd. Den 0,1-2% vatten-alkoholblandningen, förtjockad av HEC och andra jodiserade salter såsom kalium, natrium och bly, injicerades i oljebrunnen vid högt tryck för sprickning, och flödet återställdes inom 48 timmar. Vattenbaserade sprickvätskor gjorda med HEC har praktiskt taget ingen rest efter kondensering, särskilt i formationer med låg permeabilitet som inte kan tömmas av rest. Under alkaliska förhållanden bildas komplexet med manganklorid, kopparklorid, kopparnitrat, kopparsulfat och dikromatlösningar och används speciellt för proppantbärande sprickvätskor. Användningen av HEC kan undvika viskositetsförlust på grund av höga håltemperaturer, spricka oljezonen och fortfarande uppnå goda resultat i brunnar högre än 371 C. Under hålförhållanden är HEC inte lätt att ruttna och försämras, och återstoden är låg, Så det kommer i princip inte att blockera oljebanan, vilket resulterar i underjordisk förorening. När det gäller prestanda är det mycket bättre än det vanligt använda limet i sprickor, till exempel fältelit. Phillips petroleum jämförde också sammansättningen av cellulosaetrar såsom karboximetylcellulosa, karboximetylhydroxietylcellulosa, hydroxietylcellulosa, hydroxipropylcellulosa och metylcellulosa och beslutade att HEC var den bästa lösningen.

Efter att sprickvätskan med 0,6% basvätskekoncentration och kopparsulfat -tvärbindningsmedel användes i Daqing Oilfield i Kina, dras slutsatsen att jämfört med andra naturliga vidhäftningar har användningen av HEC i sprickvätska fördelarna med ”(1) The the the the the the the the the the the the Basvätska är inte lätt att ruttna efter att ha förberett och kan placeras under längre tid; (2) Återstoden är låg. Och det senare är nyckeln för HEC att användas i stor utsträckning i oljebrunnsbrott utomlands.

(3.) Slutförande och arbete:

HEC: s lågfast kompletteringsvätska förhindrar lerapartiklar från att blockera reservoarutrymmet när det närmar sig reservoaren. Vattenförlustegenskaperna förhindrar också att stora mängder vatten kommer in i behållaren från leran för att säkerställa behållarens produktiva kapacitet.

HEC minskar lera drag, vilket sänker pumptrycket och minskar strömförbrukningen. Dess utmärkta saltlöslighet säkerställer också att det inte finns någon nederbörd vid surgöring av oljebrunnar.

I slutförande och interventionsoperationer används HEC: s viskositet för att överföra grus. Att lägga till 0,5-1 kg HEC per fat arbetsvätska kan bära grus och grus från borrhålet, vilket resulterar i bättre radial och longitudinell grusfördelning nedhål. Det efterföljande avlägsnande av polymeren förenklar i hög grad processen för att ta bort arbets- och kompletteringsvätska. I sällsynta tillfällen kräver hålförhållanden korrigerande åtgärder för att förhindra att lera återgår till brunnshuvudet under borrning och utarbetande och cirkulerande vätskeförlust. I detta fall kan en högkoncentration av HEC-lösning användas för att snabbt injicera 1,3-3,2 kg HEC per fat vatten i hålet. Dessutom kan i extrema fall cirka 23 kg HEC placeras i varje fat diesel och pumpas ner på axeln, vilket långsamt hydratiserar den när den blandas med bergvatten i hålet.

Permeabiliteten för sandkärnor mättade med 500 millidarcy -lösning i en koncentration av 0. 68 kg HEC per fat kan återställas till mer än 90% genom försurning med saltsyra. Dessutom återvann HEC -kompletteringsvätskan innehållande kalciumkarbonat, som gjordes av 136 ppm av ofiltrerat fast vuxen havsvatten, 98% av den ursprungliga utsläppshastigheten efter att filterkakan avlägsnades från ytan på filterelementet med syra.