HEC para sa Oil Drilling

Ang hydroxyethyl cellulose (HEC) ay malawakang ginagamit sa maraming sektor ng industriya para sa mahusay na mga katangian ng pampalapot, pagsususpinde, pagpapakalat at pagpapanatili ng tubig. Lalo na sa larangan ng langis, ginamit ang HEC sa mga proseso ng pagbabarena, pagkumpleto, workover at fracturing, pangunahin bilang pampalapot sa brine, at sa maraming iba pang partikular na aplikasyon.

HECmga katangian sa paggamit ng mga patlang ng langis

(1) Pagpapahintulot sa asin:

Ang HEC ay may mahusay na pagpapahintulot sa asin para sa mga electrolyte. Dahil ang HEC ay isang non-ionic na materyal, hindi ito mai-ionize sa daluyan ng tubig at hindi magbubunga ng nalalabi sa pag-ulan dahil sa pagkakaroon ng mataas na konsentrasyon ng mga asin sa system, na nagreresulta sa pagbabago ng lagkit nito.

Pinapakapal ng HEC ang maraming high concentration na monovalent at bivalent electrolyte na solusyon, habang ang mga anionic fiber linker gaya ng CMC ay gumagawa ng pag-aasin mula sa ilang mga metal ions. Sa mga aplikasyon ng oilfield, ang HEC ay ganap na hindi naaapektuhan ng katigasan ng tubig at konsentrasyon ng asin at maaari pa ngang magpalapot ng mabibigat na likido na naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng zinc at calcium ions. Tanging ang aluminum sulfate ang makakapag-precipitate nito. Ang pampalapot na epekto ng HEC sa sariwang tubig at saturated NaCl, CaCl2 at ZnBr2CaBr2 mabigat na electrolyte.

Ang pagpaparaya sa asin na ito ay nagbibigay ng pagkakataon sa HEC na gumanap ng mahalagang papel sa pagpapaunlad ng balon at malayo sa pampang.

(2) Viscosity at shear rate:

Ang HEC na natutunaw sa tubig ay natutunaw sa parehong mainit at malamig na tubig, na gumagawa ng lagkit at bumubuo ng mga pekeng plastik. Ang may tubig na solusyon nito ay aktibo sa ibabaw at may posibilidad na bumuo ng mga bula. Ang solusyon ng medium at high viscosity HEC na ginagamit sa pangkalahatang oil field ay non-Newtonian, na nagpapakita ng mataas na antas ng pseudoplastic, at ang lagkit ay apektado ng shear rate. Sa mababang rate ng paggugupit, ang mga molekula ng HEC ay random na nakaayos, na nagreresulta sa mga tangle ng chain na may mataas na lagkit, na nagpapabuti sa lagkit: sa mataas na rate ng paggugupit, ang mga molekula ay nagiging oriented sa direksyon ng daloy, binabawasan ang paglaban sa daloy, at ang lagkit ay bumababa sa pagtaas ng rate ng paggugupit.

Sa pamamagitan ng malaking bilang ng mga eksperimento, napagpasyahan ng Union Carbide (UCC) na ang rheological na gawi ng drilling fluid ay nonlinear at maaaring ipahayag ng batas ng kapangyarihan:

Shear stress = K (shear rate)n

Kung saan, ang n ay ang epektibong lagkit ng solusyon sa mababang antas ng paggugupit (1s-1).

Ang N ay inversely proportional sa shear dilution. .

Sa mud engineering, ang k at n ay kapaki-pakinabang kapag kinakalkula ang epektibong lagkit ng likido sa ilalim ng mga kondisyon ng downhole. Ang kumpanya ay bumuo ng isang hanay ng mga halaga para sa k at n noong HEC(4400cps) ay ginamit bilang isang bahagi ng pagbabarena ng putik (talahanayan 2). Nalalapat ang talahanayang ito sa lahat ng konsentrasyon ng mga solusyon sa HEC sa tubig na sariwa at asin (0.92kg/1 nacL). Mula sa talahanayang ito, makikita ang mga value na tumutugma sa medium (100-200rpm) at mababang (15-30rpm) shear rate.

Paglalapat ng HEC sa larangan ng langis

(1) Drilling fluid

Ang HEC na idinagdag na mga drilling fluid ay karaniwang ginagamit sa hard rock drilling at sa mga espesyal na sitwasyon tulad ng circulating water loss control, labis na pagkawala ng tubig, abnormal na pressure, at hindi pantay na shale formation. Ang mga resulta ng aplikasyon ay mahusay din sa pagbabarena at malalaking butas na pagbabarena.

Dahil sa mga katangian ng pampalapot, pagsususpinde at pagpapadulas nito, ang HEC ay maaaring gamitin sa pagbabarena ng putik upang palamig ang mga pinagputulan ng bakal at pagbabarena, at dalhin ang mga cutting pest sa ibabaw, na pinapabuti ang kapasidad ng pagdadala ng bato ng putik. Ito ay ginamit sa Shengli oilfield bilang borehole spreading at nagdadala ng fluid na may kapansin-pansing epekto at naisagawa na. Sa downhole, kapag nakatagpo ng napakataas na shear rate, dahil sa kakaibang rheological na pag-uugali ng HEC, ang lagkit ng drilling fluid ay maaaring lokal na malapit sa lagkit ng tubig. Sa isang banda, ang rate ng pagbabarena ay napabuti, at ang bit ay hindi madaling uminit, at ang buhay ng serbisyo ng bit ay pinahaba. Sa kabilang banda, ang mga butas na na-drill ay malinis at may mataas na permeability. Lalo na sa hard rock na istraktura, ang epekto na ito ay napakalinaw, maaaring makatipid ng maraming materyales. .

Karaniwang pinaniniwalaan na ang lakas na kinakailangan para sa sirkulasyon ng likido sa pagbabarena sa isang naibigay na rate ay higit na nakadepende sa lagkit ng fluid ng pagbabarena, at ang paggamit ng HEC drilling fluid ay maaaring makabuluhang bawasan ang hydrodynamic friction, kaya binabawasan ang pangangailangan para sa presyon ng bomba. Kaya, ang sensitivity sa pagkawala ng sirkulasyon ay nabawasan din. Bilang karagdagan, ang panimulang metalikang kuwintas ay maaaring mabawasan kapag nagpapatuloy ang ikot pagkatapos ng pagsara.

Ang potassium chloride solution ng HEC ay ginamit bilang isang drilling fluid upang mapabuti ang wellbore stability. Ang hindi pantay na pagbuo ay gaganapin sa isang matatag na estado upang mapagaan ang mga kinakailangan sa pambalot. Ang likido sa pagbabarena ay higit na nagpapabuti sa kapasidad ng pagdadala ng bato at nililimitahan ang pagsasabog ng mga pinagputulan.

Maaaring mapabuti ng HEC ang pagdirikit kahit na sa electrolyte solution. Ang tubig na asin na naglalaman ng mga sodium ions, calcium ions, chloride ions at bromine ions ay madalas na nakatagpo sa sensitibong likido sa pagbabarena. Ang drilling fluid na ito ay pinalapot ng HEC, na maaaring mapanatili ang gel solubility at magandang lagkit na kakayahan sa pag-angat sa loob ng saklaw ng konsentrasyon ng asin at pagtimbang ng mga braso ng tao. Maiiwasan nito ang pinsala sa producing zone at mapataas ang rate ng pagbabarena at produksyon ng langis.

Ang paggamit ng HEC ay maaari ding lubos na mapabuti ang pagganap ng pagkawala ng likido ng pangkalahatang putik. Lubos na mapabuti ang katatagan ng putik. Maaaring idagdag ang HEC bilang isang additive sa isang non-dispersible saline bentonite slurry upang mabawasan ang pagkawala ng tubig at pataasin ang lagkit nang hindi tumataas ang lakas ng gel. Kasabay nito, ang paglalapat ng HEC sa pagbabarena ng putik ay maaaring mag-alis ng pagkalat ng luad at maiwasan ang pagbagsak ng balon. Ang kahusayan sa pag-dehydration ay nagpapabagal sa rate ng hydration ng mud shale sa dingding ng borehole, at ang epekto ng takip ng mahabang chain ng HEC sa bato sa dingding ng borehole ay nagpapalakas sa istraktura ng bato at nagpapahirap sa pagiging hydrated at spalling, na nagreresulta sa pagbagsak. Sa mataas na permeability formation, maaaring maging epektibo ang water-loss additives tulad ng calcium carbonate, mga piling hydrocarbon resin o water-soluble salt grains, ngunit sa matinding kondisyon, mataas na konsentrasyon ng water-loss remediation solution (ibig sabihin, sa bawat bariles ng solusyon) maaaring gamitin

HEC 1.3-3.2kg) upang maiwasan ang pagkawala ng tubig nang malalim sa production zone.

Maaari ding gamitin ang HEC bilang non-fermentable protective gel sa drilling mud para sa mahusay na paggamot at para sa mataas na presyon (200 atmospheric pressure) at pagsukat ng temperatura.

Ang bentahe ng paggamit ng HEC ay ang mga proseso ng pagbabarena at pagkumpleto ay maaaring gumamit ng parehong putik, bawasan ang pag-asa sa iba pang mga dispersant, diluent at PH regulators, ang paghawak ng likido at pag-iimbak ay napaka-maginhawa.

(2.) Pagkabali ng likido:

Sa fracturing fluid, maaaring iangat ng HEC ang lagkit, at ang HEC mismo ay walang epekto sa layer ng langis, hindi haharangan ang fracture glume, maaaring mabali nang maayos. Mayroon din itong parehong mga katangian tulad ng water-based cracking fluid, tulad ng malakas na kakayahan sa pagsususpinde ng buhangin at maliit na friction resistance. Ang 0.1-2% water-alcohol mixture, na pinalapot ng HEC at iba pang iodized salts tulad ng potassium, sodium at lead, ay itinurok sa oil well sa mataas na presyon para sa fracturing, at ang daloy ay naibalik sa loob ng 48 oras. Ang water-based fracturing fluid na ginawa gamit ang HEC ay halos walang nalalabi pagkatapos ng liquefaction, lalo na sa mga pormasyon na may mababang permeability na hindi maaalis ng residue. Sa ilalim ng alkaline na kondisyon, ang complex ay nabuo gamit ang manganese chloride, copper chloride, copper nitrate, copper sulfate at dichromate solution, at espesyal na ginagamit para sa proppant na nagdadala ng fracturing fluid. Ang paggamit ng HEC ay maaaring maiwasan ang pagkawala ng lagkit dahil sa mataas na temperatura ng downhole, pagkasira ng oil zone, at nakakamit pa rin ng magagandang resulta sa Wells na mas mataas kaysa sa 371 C. Sa mga kondisyon ng downhole, ang HEC ay hindi madaling mabulok at lumala, at ang nalalabi ay mababa, kaya hindi nito haharangan ang daanan ng langis, na magreresulta sa polusyon sa ilalim ng lupa. Sa mga tuntunin ng pagganap, ito ay mas mahusay kaysa sa karaniwang ginagamit na pandikit sa fracturing, tulad ng field elite. Inihambing din ng Phillips Petroleum ang komposisyon ng mga cellulose ether tulad ng carboxymethyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose at methyl cellulose, at nagpasya na ang HEC ang pinakamahusay na solusyon.

Matapos ang fracturing fluid na may 0.6% base fluid HEC concentration at copper sulfate crosslinking agent ay ginamit sa Daqing oilfield sa China, napagpasyahan na kumpara sa iba pang natural na adhesions, ang paggamit ng HEC sa fracturing fluid ay may mga pakinabang ng "(1) ang ang base fluid ay hindi madaling mabulok pagkatapos maihanda, at maaaring ilagay sa mas mahabang panahon; (2) mababa ang nalalabi. At ang huli ay ang susi para ang HEC ay malawakang magamit sa oil well fracturing sa ibang bansa.

(3.) Pagkumpleto at workover:

Ang low-solid completion fluid ng HEC ay pumipigil sa mga particle ng putik na humarang sa reservoir space habang papalapit ito sa reservoir. Ang mga katangian ng pagkawala ng tubig ay pumipigil din sa malaking dami ng tubig na makapasok sa reservoir mula sa putik upang matiyak ang produktibong kapasidad ng reservoir.

Binabawasan ng HEC ang mud drag, na nagpapababa ng presyon ng bomba at binabawasan ang pagkonsumo ng kuryente. Tinitiyak din ng mahusay na solubility ng asin nito na walang pag-ulan kapag nag-acidize ng oil Wells.

Sa pagkumpleto at mga operasyon ng interbensyon, ang lagkit ng HEC ay ginagamit upang maglipat ng graba. Ang pagdaragdag ng 0.5-1kg HEC sa bawat bariles ng working fluid ay maaaring magdala ng graba at graba mula sa borehole, na nagreresulta sa mas magandang radial at longitudinal gravel distribution downhole. Ang kasunod na pag-alis ng polimer ay lubos na nagpapadali sa proseso ng pag-alis ng workover at pagkumpleto ng likido. Sa mga bihirang pagkakataon, ang mga kondisyon sa downhole ay nangangailangan ng pagwawasto upang maiwasan ang pagbabalik ng putik sa wellhead sa panahon ng pagbabarena at pag-workover at pag-ikot ng pagkawala ng likido. Sa kasong ito, maaaring gumamit ng high-concentration HEC solution para mabilis na mag-iniksyon ng 1.3-3.2kg ng HEC bawat bariles ng water downhole. Bilang karagdagan, sa matinding mga kaso, humigit-kumulang 23kg ng HEC ang maaaring ilagay sa bawat bariles ng diesel at ibomba pababa sa baras, dahan-dahang i-hydrate ito habang humahalo ito sa batong tubig sa butas.

Ang pagkamatagusin ng mga core ng buhangin na puspos ng 500 millidarcy na solusyon sa isang konsentrasyon na 0. 68 kg HEC bawat bariles ay maaaring maibalik sa higit sa 90% sa pamamagitan ng pag-aasido sa hydrochloric acid. Bilang karagdagan, ang HEC completion fluid na naglalaman ng calcium carbonate, na ginawa mula sa 136ppm ng unfiltered solid adult seawater, ay nakabawi ng 98% ng orihinal na rate ng seepage pagkatapos na alisin ang filter na cake mula sa ibabaw ng elemento ng filter sa pamamagitan ng acid.