HEC для бурэння нафты

Гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ) шырока выкарыстоўваецца ў многіх прамысловых сектарах дзякуючы сваім выдатным уласцівасцям згушчэння, суспензіі, дысперсіі і ўтрымання вады.Асабліва ў нафтавых радовішчах HEC выкарыстоўваўся ў працэсах бурэння, заканчвання, капітальнага рамонту і разрыву пласта, галоўным чынам у якасці загушчальніка расола, а таксама ў многіх іншых спецыфічных прымяненнях.

HECўласцівасці да выкарыстання радовішчаў нафты

(1) Устойлівасць да солі:

HEC мае выдатную солепераноснасць электралітаў.Паколькі HEC з'яўляецца неіённым матэрыялам, ён не будзе іянізавацца ў вадзяным асяроддзі і не будзе вырабляць рэшткі ападкаў з-за наяўнасці ў сістэме высокай канцэнтрацыі соляў, што прыводзіць да змены яе глейкасці.

ГЭЦ згушчае шмат аднавалентных і двухвалентных электралітаў з высокай канцэнтрацыяй, у той час як аніённыя лінкеры валокнаў, такія як КМЦ, выклікаюць высольванне іёнаў некаторых металаў.У прымяненні нафтавых радовішчаў жорсткасць вады і канцэнтрацыя солі цалкам не ўплываюць на HEC і нават могуць згушчаць цяжкія вадкасці, якія змяшчаюць высокую канцэнтрацыю іёнаў цынку і кальцыя.Толькі сульфат алюмінію можа яго абкласці.Згушчальны эфект ГЭЦ у прэснай вадзе і насычаным цяжкім электраліце ​​NaCl, CaCl2 і ZnBr2CaBr2.

Такая ўстойлівасць да солі дае HEC магчымасць гуляць важную ролю як у гэтай свідравіне, так і ў распрацоўцы марскога радовішча.

(2) Глейкасць і хуткасць зруху:

Водарастваральны HEC раствараецца як у гарачай, так і ў халоднай вадзе, ствараючы глейкасць і ўтвараючы падробленыя пластыкі.Яго водны раствор з'яўляецца павярхоўна актыўным і мае тэндэнцыю ўтвараць пену.Раствор ГЭЦ сярэдняй і высокай глейкасці, які выкарыстоўваецца ў агульных радовішчах нафты, не з'яўляецца ньютанаўскім і паказвае высокую ступень псеўдапластычнасці, а на глейкасць ўплывае хуткасць зруху.Пры нізкай хуткасці зруху малекулы ГЭЦ размяшчаюцца выпадковым чынам, што прыводзіць да звязвання ланцугоў з высокай глейкасцю, што паляпшае глейкасць: пры высокай хуткасці зруху малекулы арыентуюцца ў напрамку патоку, памяншаючы супраціў патоку, і глейкасць памяншаецца з павелічэннем хуткасці зруху.

Праз вялікую колькасць эксперыментаў кампанія Union Carbide (UCC) прыйшла да высновы, што рэалагічныя паводзіны буравога раствора нелінейныя і могуць быць выражаны ступеневым законам:

Напружанне зруху = K (хуткасць зруху)n

Дзе n - эфектыўная глейкасць раствора пры нізкай хуткасці зруху (1с-1).

N зваротна прапарцыянальны развядзенню зруху..

У буратэхніцы k і n карысныя пры разліку эфектыўнай глейкасці вадкасці ў свідравіне.Кампанія распрацавала набор значэнняў для k і n, калі HEC (4400cps) выкарыстоўваўся ў якасці кампанента буравога раствора (табліца 2).Гэтая табліца прымяняецца да ўсіх канцэнтрацый раствораў ГЭЦ у прэснай і салёнай вадзе (0,92 кг/1 накл).З гэтай табліцы можна знайсці значэнні, якія адпавядаюць сярэдняй (100-200 абаротаў у хвіліну) і нізкай (15-30 абаротаў у хвіліну) хуткасцях зруху.

Прымяненне HEC ў нафтавых радовішчах

(1) Буравы раствор

Буравыя растворы з даданнем HEC звычайна выкарыстоўваюцца пры бурэнні цвёрдых парод і ў асаблівых сітуацыях, такіх як кантроль страт цыркулявалай вады, празмерныя страты вады, ненармальны ціск і няроўныя пласты сланцаў.Вынікі прымянення таксама добрыя пры свідраванні і свідраванні вялікіх адтулін.

Дзякуючы сваім згушчаючым, суспензійным і змазачным уласцівасцям, HEC можа быць выкарыстаны ў буравым растворы для астуджэння жалеза і буравога шлама, а таксама для вываду на паверхню рэжучых шкоднікаў, паляпшаючы несучую здольнасць буравога раствора.Ён выкарыстоўваўся на нафтавым радовішчы Шэнлі ў якасці вадкасці для расцякання і пераносу свідравіны з выдатным эфектам і быў рэалізаваны на практыцы.У свідравіне пры вельмі высокай хуткасці зруху з-за унікальных рэалагічных паводзін ГЭЦ глейкасць буравога раствора можа лакальна быць блізкай да глейкасці вады.З аднаго боку, хуткасць свідравання паляпшаецца, а свердзел няпроста нагрэць, а тэрмін службы свердзела падаўжаецца.З іншага боку, прасвідраваныя адтуліны чыстыя і маюць высокую пранікальнасць.Асабліва ў структуры цвёрдых парод, гэты эфект вельмі відавочны, можа зэканоміць шмат матэрыялаў..

Звычайна лічыцца, што магутнасць, неабходная для цыркуляцыі свідравога раствора з зададзенай хуткасцю, у значнай ступені залежыць ад глейкасці свідравога раствора, і выкарыстанне HEC свідравога раствора можа значна паменшыць гідрадынамічнае трэнне, такім чынам памяншаючы патрэбу ў ціску помпы.Такім чынам, адчувальнасць да страты кровазвароту таксама зніжаецца.Акрамя таго, пускавы крутоўны момант можна паменшыць, калі цыкл аднаўляецца пасля адключэння.

Раствор хларыду калію HEC выкарыстоўваўся ў якасці буравога раствора для паляпшэння стабільнасці ствала свідравіны.Няроўная фармацыя падтрымліваецца ў стабільным стане, каб палегчыць патрабаванні да корпуса.Буравая вадкасць дадаткова паляпшае апорную здольнасць горных парод і абмяжоўвае дыфузію шлама.

HEC можа палепшыць адгезію нават у растворы электраліта.Салёная вада, якая змяшчае іёны натрыю, іёны кальцыя, іёны хларыду і іёны брому, часта сустракаецца ў адчувальнай буравой вадкасці.Гэтая буравая вадкасць згушчана ГЭЦ, які можа падтрымліваць растваральнасць геля і добрую здольнасць падымаць глейкасць у дыяпазоне канцэнтрацыі солі і вагі чалавечых рук.Гэта можа прадухіліць пашкоджанне зоны здабычы і павялічыць хуткасць бурэння і здабычу нафты.

Выкарыстанне HEC можа таксама значна палепшыць паказчыкі страты вадкасці ў агульнай гразі.Значна палепшыць стабільнасць гразі.ГЭЦ можа быць дададзены ў якасці дадатку да недысперсгаванай солевай бентанітавай суспензіі, каб паменшыць страты вады і павялічыць глейкасць без павелічэння трываласці геля.У той жа час нанясенне ГЭК на буравы раствор можа выдаліць дысперсію гліны і прадухіліць абвальванне свідравіны.Эфектыўнасць абязводжвання запавольвае хуткасць гідратацыі гліністага сланца на сценцы свідравіны, а эфект пакрыцця доўгага ланцуга ГЭЦ на пародзе сценкі свідравіны ўмацоўвае структуру пароды і ўскладняе ўвільгатненне і расколванне, што прыводзіць да калапсу.У фармацыях з высокай пранікальнасцю могуць быць эфектыўнымі дабаўкі, якія зніжаюць страты вады, такія як карбанат кальцыя, выбраныя вуглевадародныя смалы або збожжа растваральнай у вадзе солі, але ў экстрэмальных умовах высокая канцэнтрацыя раствора для ліквідацыі страт вады (г.зн. у кожнай бочцы раствора) могуць быць выкарыстаны

HEC 1,3-3,2 кг), каб прадухіліць страту вады ўглыб вытворчай зоны.

HEC таксама можна выкарыстоўваць у якасці неферментируемого ахоўнага геля ў буравым растворы для апрацоўкі свідравін і для вымярэння высокага ціску (200 атмасфернага ціску) і тэмпературы.

Перавага выкарыстання HEC заключаецца ў тым, што працэсы бурэння і заканчвання могуць выкарыстоўваць адзін і той жа буравы раствор, памяншаюць залежнасць ад іншых дысперсантаў, разбаўляльнікаў і рэгулятараў PH, апрацоўка і захоўванне вадкасці вельмі зручныя.

(2.) Вадкасць для разрыву пласта:

У вадкасці для разрыву пласта ГЭЦ можа павысіць глейкасць, а сам ГЭЦ не ўплывае на алейны пласт, не блакуе пласт разбурэння, можа добра разбурацца.Ён таксама мае тыя ж характарыстыкі, што і вадкасць для крэкінгу на воднай аснове, напрыклад, моцную здольнасць да суспензіі пяску і невялікі супраціў трэнню.0,1-2% водна-спіртавая сумесь, згушчаная ГЭЦ і іншымі ёдаванымі солямі, такімі як калій, натрый і свінец, была запампаваная ў нафтавую свідравіну пад высокім ціскам для разрыву пласта, і паток быў адноўлены на працягу 48 гадзін.Вадкасці для разрыву пласта на воднай аснове, вырабленыя з HEC, практычна не маюць рэшткаў пасля звадкавання, асабліва ў фармацыях з нізкай пранікальнасцю, з якіх немагчыма асушыць рэшткі.У шчолачных умовах комплекс утвараецца з растворамі хларыду марганца, хларыду медзі, нітрату медзі, сульфату медзі і біхрамату і спецыяльна выкарыстоўваецца для вадкасці для разрыву пласта, якая змяшчае прапант.Выкарыстанне ГЭЦ дазваляе пазбегнуць страты глейкасці з-за высокіх тэмператур у свідравіне, разрыву нафтавай зоны, і пры гэтым дасягнуць добрых вынікаў у свідравінах, тэмпература якіх перавышае 371 C. Ва ўмовах свідравіны ГЭЦ няпроста гніць і псавацца, а астатак нізкі, так што ён у асноўным не будзе перакрываць шлях нафты, што прывядзе да забруджвання пад зямлёй.З пункту гледжання прадукцыйнасці ён нашмат лепш, чым звычайна выкарыстоўваны клей для ГРП, напрыклад, палявы эліт.Кампанія Phillips Petroleum таксама параўнала склад простых эфіраў цэлюлозы, такіх як карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза і метилцеллюлоза, і вырашыла, што ГЭЦ быў лепшым рашэннем.

Пасля таго, як вадкасць для разрыву пласта з канцэнтрацыяй ГЭЦ базавай вадкасці 0,6% і сшываючым агентам сульфату медзі была выкарыстана на нафтавым радовішчы Дацын у Кітаі, зроблена выснова, што ў параўнанні з іншымі прыроднымі адгезіямі выкарыстанне ГЭЦ у вадкасці для разрыву пласта мае перавагі «(1) базавая вадкасць не лёгка гніе пасля падрыхтоўкі, і можа захоўвацца на больш працяглы час;(2) астатак нізкі.І апошняе з'яўляецца ключом да таго, каб HEC шырока выкарыстоўваўся пры ГРП за мяжой.

(3.) Завяршэнне і капітальны рамонт:

Вадкасць HEC з нізкім утрыманнем цвёрдага рэчыва не дазваляе часціцам бруду блакаваць прастору пласта, калі яны набліжаюцца да пласта.Уласцівасці страты вады таксама прадухіляюць трапленне вялікай колькасці вады ў вадасховішча з бруду, каб забяспечыць прадукцыйнасць вадасховішча.

HEC памяншае супраціў гразі, што зніжае ціск помпы і памяншае спажыванне энергіі.Яго выдатная растваральнасць солі таксама гарантуе адсутнасць ападкаў пры падкісленні нафтавых свідравін.

У аперацыях заканчвання і ўмяшання глейкасць HEC выкарыстоўваецца для пераносу жвіру.Даданне 0,5-1 кг ГЭЦ на барэль рабочай вадкасці можа пераносіць жвір і жвір са свідравіны, што прыводзіць да лепшага радыяльнага і падоўжнага размеркавання жвіру ў свідравіне.Наступнае выдаленне палімера значна спрашчае працэс выдалення вадкасці для капітальнага рамонту і заканчвання.У рэдкіх выпадках умовы ў свідравіне патрабуюць карэкціруючых дзеянняў, каб прадухіліць вяртанне бруду ў вусце свідравіны падчас бурэння і капітальнага рамонту і страты цыркулявалай вадкасці.У гэтым выпадку можна выкарыстоўваць высокаканцэнтраваны раствор ГЭЦ для хуткай запампоўкі 1,3-3,2 кг ГЭЦ на барэль вады ў свідравіне.Акрамя таго, у крайніх выпадках каля 23 кг ГЭЦ можна пакласці ў кожную бочку з дызельным паліва і запампаваць у шахту, павольна ўвільгатняючы яго, калі ён змешваецца з каменнай вадой у свідравіне.

Пранікальнасць пясчаных кернаў, насычаных растворам 500 мілідарсі пры канцэнтрацыі 0,68 кг ГЭЦ на барэль, можа быць адноўлена больш чым да 90% шляхам падкіслення салянай кіслатой.Акрамя таго, вадкасць для завяршэння канструкцыі HEC, якая змяшчае карбанат кальцыя, якая была зроблена з 136 частак на мільён нефільтраванай цвёрдай марской вады для дарослага чалавека, аднавіла 98% першапачатковай хуткасці прасочвання пасля таго, як асадак на фільтры быў выдалены кіслатой з паверхні фільтруючага элемента.