Гідроксіетилцелюлоза (HEC) є важливим водорозчинним полімером, який відіграє життєво важливу роль у видобутку нафти. Як похідна целюлози з унікальними фізико-хімічними властивостями, HEC широко використовується в проектах буріння нафтових родовищ і видобутку нафти.
1. Основні властивості гідроксиетилцелюлози (ГЕЦ)
Гідроксіетилцелюлоза (ГЕЦ) — неіонна водорозчинна полімерна сполука, отримана шляхом хімічної модифікації природної целюлози. Завдяки введенню гідроксіетильних груп у молекулярну структуру целюлози, HEC має сильну гідрофільність, тому його можна розчинити у воді з утворенням колоїдного розчину з певною в’язкістю. HEC має стабільну молекулярну структуру, сильну термостійкість, відносно інертні хімічні властивості, нетоксичний, не має запаху та має хорошу біосумісність. Ці характеристики роблять HEC ідеальною хімічною добавкою при видобутку нафти.
2. Механізм ГЕК при видобутку нафти
2.1 Регулювання в'язкості бурового розчину
Під час буріння нафти бурова рідина (також відома як буровий розчин) є життєво важливою функціональною рідиною, яка в основному використовується для охолодження та змащування бурового долота, перенесення шламу, стабілізації стінки свердловини та запобігання викиду. HEC, як загусник і модифікатор реології, може покращити свій робочий ефект шляхом регулювання в'язкості та реологічних властивостей бурового розчину. Після того, як HEC розчиняється в буровому розчині, він утворює тривимірну сітчасту структуру, яка значно покращує в’язкість бурового розчину, тим самим підвищуючи пісконосну здатність бурового розчину, забезпечуючи плавне виведення шламу з бурової рідини. дна свердловини та запобігання засміченню стовбура свердловини.
2.2 Стійкість стінки свердловини та запобігання обвалу свердловини
Стабільність стінки свердловини є дуже критичним питанням у буровій техніці. Через складність структури підземного пласта та різницю тиску, що утворюється під час буріння, стінка свердловини часто схильна до руйнування або нестабільності. Використання HEC у буровому розчині може ефективно покращити здатність контролю фільтрації бурового розчину, зменшити втрати фільтрації бурового розчину в пласті, а потім утворити щільний шламовий пиріг, ефективно закрити мікротріщини стінки свердловини та запобігти стіна колодязя не стане нестабільною. Цей ефект має велике значення для підтримки цілісності стінки свердловини і запобігання обвалу свердловини, особливо в пластах з сильною проникністю.
2.3 Система з низьким вмістом твердої фази та екологічні переваги
Велика кількість твердих частинок зазвичай додається до традиційної системи бурового розчину для покращення в’язкості та стабільності бурового розчину. Однак такі тверді частинки схильні до зносу бурового обладнання та можуть спричинити забруднення пласта під час подальшого видобутку нафтової свердловини. Як ефективний загусник, HEC може підтримувати ідеальну в’язкість і реологічні властивості бурового розчину в умовах низького вмісту твердих речовин, зменшити знос обладнання та зменшити пошкодження пласта. Крім того, HEC має хорошу здатність до біологічного розкладання та не спричиняє довготривалого забруднення навколишнього середовища. Таким чином, враховуючи дедалі суворіші вимоги до захисту навколишнього середовища, переваги застосування HEC є більш очевидними.
3. Переваги ГЕК в бурінні нафти
3.1 Хороша розчинність у воді та ефект загущення
HEC, як водорозчинний полімерний матеріал, добре розчиняється в різних умовах якості води (наприклад, прісна вода, солона вода тощо). Це дозволяє використовувати HEC у різноманітних складних геологічних середовищах, особливо в середовищах з високою солоністю, і все ще може підтримувати хороші показники згущення. Його ефект згущення є значним, що може ефективно покращити реологічні властивості бурових розчинів, зменшити проблему відкладення шламу та підвищити ефективність буріння.
3.2 Чудова стійкість до температури та солі
При глибокому та надглибокому бурінні свердловин пластова температура та тиск високі, і буровий розчин легко піддається впливу високої температури та високого тиску та втрачає свої початкові характеристики. HEC має стабільну молекулярну структуру і може зберігати свою в'язкість і реологічні властивості при високих температурах і тиску. Крім того, у пластових середовищах з високою солоністю HEC все ще може підтримувати хороший ефект згущення, щоб запобігти конденсації або дестабілізації бурового розчину через іонні перешкоди. Таким чином, HEC має чудову стійкість до температур і солей у складних геологічних умовах і широко використовується в глибоких свердловинах і складних проектах буріння.
3.3 Ефективне змащення
Проблеми тертя під час буріння також є важливим фактором, що впливає на ефективність буріння. Як один із мастильних матеріалів у буровому розчині, HEC може значно знизити коефіцієнт тертя між бурильними інструментами та стінками свердловини, зменшити знос обладнання та подовжити термін служби бурових інструментів. Ця особливість особливо помітна в горизонтальних свердловинах, похилих свердловинах та інших типах свердловин, що допомагає зменшити кількість відмов у свердловині та підвищити загальну ефективність роботи.
4. Практичне застосування та запобіжні заходи ГЕК
4.1 Спосіб дозування та контроль концентрації
Спосіб дозування ГЕК безпосередньо впливає на його ефект дисперсії та розчинення в буровому розчині. Зазвичай HEC слід поступово додавати до бурового розчину при перемішуванні, щоб переконатися, що він може бути рівномірно розчинений і уникнути агломерації. У той же час використовувану концентрацію HEC необхідно розумно контролювати відповідно до умов пласта, вимог до продуктивності бурового розчину тощо. Надто висока концентрація може призвести до того, що буровий розчин стане занадто в’язким і вплине на текучість; в той час як занадто низька концентрація може бути не в змозі повністю проявити свій ефект згущення та змащування. Тому при використанні ГЕК його слід оптимізувати та налаштувати відповідно до реальних умов.
4.2 Сумісність з іншими добавками
У реальних системах бурового розчину зазвичай додають різні хімічні добавки для досягнення різних функцій. Таким чином, сумісність між HEC та іншими добавками також є фактором, який необхідно враховувати. HEC показує хорошу сумісність з багатьма звичайними добавками до бурового розчину, такими як засоби для зменшення втрати рідини, мастила, стабілізатори тощо, але за певних умов деякі добавки можуть впливати на ефект загущення або розчинність HEC. Тому при розробці формули необхідно всебічно враховувати взаємодію між різними добавками для забезпечення стабільності та сталості характеристик бурового розчину.
4.3 Охорона навколишнього середовища та очищення відпрацьованих рідин
Із дедалі суворішими нормами захисту навколишнього середовища екологічність бурових розчинів поступово привертає увагу. Як матеріал з хорошою здатністю до біологічного розкладання, використання HEC може ефективно зменшити забруднення навколишнього середовища буровими розчинами. Однак після завершення буріння відпрацьовані рідини, що містять ГЕК, все ще потребують належної обробки, щоб уникнути негативного впливу на навколишнє середовище. У процесі очищення відпрацьованих рідин наукові методи очищення, такі як відновлення та деградація відпрацьованих рідин, повинні застосовуватися в поєднанні з місцевими правилами охорони навколишнього середовища та технічними вимогами, щоб забезпечити мінімізацію впливу на навколишнє середовище.
Гідроксіетилцелюлоза (HEC) відіграє важливу роль у видобутку нафти. Завдяки відмінній розчинності у воді, згущенню, стійкості до температур і солей, а також змащуючому ефекту, він є надійним рішенням для покращення продуктивності бурових розчинів. У складних геологічних умовах і суворих робочих середовищах застосування HEC може ефективно підвищити ефективність буріння, зменшити знос обладнання та забезпечити стабільність стовбура свердловини. З безперервним прогресом технологій нафтової промисловості перспективи застосування HEC у бурінні нафтових свердловин будуть ширшими.
Час публікації: 20 вересня 2024 р