Hidroksietil celuloza (HEC) je važan polimer rastvorljiv u vodi koji igra vitalnu ulogu u bušenju nafte. Kao derivat celuloze sa jedinstvenim fizičkim i hemijskim svojstvima, HEC se široko koristi u projektima bušenja naftnih polja i proizvodnje nafte.
1. Osnovna svojstva hidroksietil celuloze (HEC)
Hidroksietil celuloza (HEC) je nejonski polimerni spoj rastvorljiv u vodi dobijen hemijskom modifikacijom prirodne celuloze. Uvođenjem hidroksietil grupa u molekularnu strukturu celuloze, HEC posjeduje jaku hidrofilnost, tako da se može rastvoriti u vodi formirajući koloidni rastvor određene viskoznosti. HEC ima stabilnu molekularnu strukturu, jaku otpornost na toplotu, relativno inertna hemijska svojstva, netoksičan je, bez mirisa i ima dobru biokompatibilnost. Ove karakteristike čine HEC idealnim hemijskim aditivom u bušenju nafte.
2. Mehanizam HEC-a u bušenju nafte
2.1 Regulacija viskoznosti bušaće tekućine
Tokom bušenja nafte, isplaka za bušenje (također poznata kao isplaka za bušenje) je vitalna funkcionalna tekućina, koja se uglavnom koristi za hlađenje i podmazivanje svrdla, nošenje isplake, stabilizaciju stijenke bušotine i sprječavanje erupcija. HEC, kao zgušnjivač i modifikator reologije, može poboljšati svoj radni učinak podešavanjem viskoznosti i reoloških svojstava isplake. Nakon što se HEC otopi u isplaci, formira trodimenzionalnu mrežnu strukturu, što značajno poboljšava viskoznost isplake, čime se povećava kapacitet nošenja pijeska u isplaci, osigurava da se isplaka može nesmetano izvući s dna bušotine i sprječava začepljenje bušotine.
2.2 Stabilnost zida bunara i sprječavanje urušavanja bunara
Stabilnost zida bunara je veoma kritično pitanje u inženjerstvu bušenja. Zbog složenosti strukture podzemnog sloja i razlike pritiska koja se stvara tokom bušenja, zid bunara je često sklon urušavanju ili nestabilnosti. Upotreba HEC-a u tekućini za bušenje može efikasno poboljšati sposobnost kontrole filtracije tekućine za bušenje, smanjiti gubitak filtracije tekućine za bušenje u formaciji, a zatim formirati gusti muljni kolač, efikasno začepiti mikro pukotine u zidu bunara i spriječiti nestabilnost zida bunara. Ovaj efekat je od velikog značaja za održavanje integriteta zida bunara i sprječavanje urušavanja bunara, posebno u formacijama sa jakom propusnošću.
2.3 Sistem sa niskim sadržajem čvrste faze i ekološke prednosti
Velika količina čvrstih čestica se obično dodaje tradicionalnom sistemu bušaće tekućine kako bi se poboljšala viskoznost i stabilnost bušaće tekućine. Međutim, takve čvrste čestice su sklone habanju opreme za bušenje i mogu uzrokovati zagađenje ležišta u kasnijoj proizvodnji nafte. Kao efikasan zgušnjivač, HEC može održavati idealnu viskoznost i reološka svojstva bušaće tekućine u uslovima niskog sadržaja čvrstih materija, smanjiti habanje opreme i smanjiti oštećenje ležišta. Osim toga, HEC ima dobru biorazgradivost i neće uzrokovati trajno zagađenje okoliša. Stoga, sa sve strožim zahtjevima za zaštitu okoliša danas, prednosti primjene HEC-a su očiglednije.
3. Prednosti HEC-a u bušenju nafte
3.1 Dobra rastvorljivost u vodi i efekat zgušnjavanja
HEC, kao polimerni materijal rastvorljiv u vodi, ima dobru rastvorljivost u različitim uslovima kvaliteta vode (kao što su slatka voda, slana voda itd.). To omogućava upotrebu HEC-a u raznim složenim geološkim okruženjima, posebno u okruženjima sa visokim salinitetom, a i dalje može održati dobre performanse zgušnjavanja. Njegov efekat zgušnjavanja je značajan, što može efikasno poboljšati reološka svojstva fluida za bušenje, smanjiti problem taloženja isplake i poboljšati efikasnost bušenja.
3.2 Odlična otpornost na temperaturu i sol
Prilikom dubokog i ultradubokog bušenja, temperatura i pritisak formacije su visoki, a fluid za bušenje lako podleže uticaju visoke temperature i visokog pritiska, te gubi svoje prvobitne performanse. HEC ima stabilnu molekularnu strukturu i može održati svoju viskoznost i reološka svojstva na visokim temperaturama i pritiscima. Osim toga, u okruženjima formacije sa visokim salinitetom, HEC i dalje može održati dobar efekat zgušnjavanja kako bi spriječio kondenzaciju ili destabilizaciju fluida za bušenje zbog interferencije jona. Stoga, HEC ima odličnu otpornost na temperaturu i sol u složenim geološkim uslovima i široko se koristi u dubokim bušotinama i teškim projektima bušenja.
3.3 Efikasne performanse podmazivanja
Problemi s trenjem tokom bušenja također su važan faktor koji utječe na efikasnost bušenja. Kao jedno od maziva u tekućini za bušenje, HEC može značajno smanjiti koeficijent trenja između alata za bušenje i stijenki bušotine, smanjiti habanje opreme i produžiti vijek trajanja alata za bušenje. Ova karakteristika je posebno izražena u horizontalnim bunarima, kosim bunarima i drugim vrstama bušotina, što pomaže u smanjenju pojave kvarova u bušotinama i poboljšanju ukupne operativne efikasnosti.
4. Praktična primjena i mjere opreza HEC-a
4.1 Način doziranja i kontrola koncentracije
Metoda doziranja HEC-a direktno utiče na njegov efekat disperzije i rastvaranja u bušaćoj tekućini. Obično se HEC treba postepeno dodavati u bušaću tekućinu uz miješanje kako bi se osiguralo ravnomjerno otapanje i izbjegla aglomeracija. Istovremeno, koncentraciju HEC-a prilikom korištenja treba razumno kontrolirati u skladu s uvjetima formacije, zahtjevima za performansama bušaće tekućine itd. Previsoka koncentracija može uzrokovati da bušaća tekućina bude previše viskozna i utjecati na fluidnost; dok preniska koncentracija možda neće moći u potpunosti ostvariti svoje efekte zgušnjavanja i podmazivanja. Stoga, prilikom korištenja HEC-a, treba ga optimizirati i prilagoditi stvarnim uvjetima.
4.2 Kompatibilnost s drugim aditivima
U stvarnim sistemima bušaćih tekućina, obično se dodaju razni hemijski aditivi kako bi se postigle različite funkcije. Stoga je kompatibilnost između HEC-a i drugih aditiva također faktor koji treba uzeti u obzir. HEC pokazuje dobru kompatibilnost s mnogim uobičajenim aditivima za bušaće tekućine kao što su reduktori gubitka tekućine, maziva, stabilizatori itd., ali pod određenim uvjetima, neki aditivi mogu utjecati na učinak zgušnjavanja ili topljivost HEC-a. Stoga je prilikom dizajniranja formule potrebno sveobuhvatno razmotriti interakciju između različitih aditiva kako bi se osigurala stabilnost i konzistentnost performansi bušaće tekućine.
4.3 Zaštita okoliša i tretman otpadnih tekućina
Sa sve strožim propisima o zaštiti okoliša, ekološka prihvatljivost bušaćih tekućina postepeno je dobila pažnju. Kao materijal sa dobrom biorazgradivošću, upotreba HEC-a može efikasno smanjiti zagađenje okoliša bušaćim tekućinama. Međutim, nakon završetka bušenja, otpadne tekućine koje sadrže HEC i dalje se moraju pravilno tretirati kako bi se izbjegli negativni efekti na okolnu okolinu. U procesu tretmana otpadnih tekućina, treba usvojiti naučne metode tretmana kao što su iskorištavanje i razgradnja otpadnih tekućina u kombinaciji s lokalnim propisima o zaštiti okoliša i tehničkim zahtjevima kako bi se osiguralo da se utjecaj na okoliš svede na minimum.
Hidroksietil celuloza (HEC) igra važnu ulogu u bušenju nafte. Zahvaljujući svojoj odličnoj rastvorljivosti u vodi, zgušnjavanju, otpornosti na temperaturu i soli te efektu podmazivanja, pruža pouzdano rješenje za poboljšanje performansi fluida za bušenje. U složenim geološkim uslovima i teškim radnim okruženjima, primjena HEC-a može efikasno poboljšati efikasnost bušenja, smanjiti habanje opreme i osigurati stabilnost bušotine. S kontinuiranim napretkom tehnologije naftne industrije, izgledi za primjenu HEC-a u bušenju nafte bit će širi.
Vrijeme objave: 20. septembar 2024.