Hüdroksüetüültselluloos (HEC) on oluline vees lahustuv polümeer, millel on nafta puurimisel ülioluline roll. Tselluloosi derivaadina, millel on ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused, kasutatakse HEC-d laialdaselt naftaväljade puurimisel ja naftatootmisprojektides.
1. Hüdroksüetüültselluloosi (HEC) põhiomadused
Hüdroksüetüültselluloos (HEC) on mitteioonne vees lahustuv polümeerühend, mis saadakse loodusliku tselluloosi keemilise modifitseerimise teel. Hüdroksüetüülrühmade lisamine tselluloosi molekulaarstruktuuri muudab HEC-i tugevaks hüdrofiilsuseks, mistõttu seda saab vees lahustada, moodustades teatud viskoossusega kolloidlahuse. HEC-l on stabiilne molekulaarstruktuur, tugev kuumakindlus, suhteliselt inertsed keemilised omadused ning see on mittetoksiline, lõhnatu ja hea bioühilduvusega. Need omadused muudavad HEC-i ideaalseks keemiliseks lisandiks naftapuurimisel.
2. HEC mehhanism naftapuurimisel
2.1 Puurimisvedeliku viskoossuse reguleerimine
Nafta puurimisel on puurimisvedelik (tuntud ka kui puurimismuda) oluline funktsionaalne vedelik, mida kasutatakse peamiselt puuritera jahutamiseks ja määrimiseks, puurimisjääkide transportimiseks, puuraugu seina stabiliseerimiseks ja purunemiste vältimiseks. HEC kui paksendaja ja reoloogia modifikaator saab parandada oma tööefekti, reguleerides puurimisvedeliku viskoossust ja reoloogilisi omadusi. Pärast HEC lahustumist puurimisvedelikus moodustab see kolmemõõtmelise võrgustiku struktuuri, mis parandab oluliselt puurimisvedeliku viskoossust, suurendades seeläbi puurimisvedeliku liivakandevõimet, tagades puurimisjääkide sujuva väljatoomise puuraugu põhjast ja hoides ära puuraugu ummistumist.
2.2 Puuraugu seina stabiilsus ja puurkaevu kokkuvarisemise vältimine
Puuraugu seina stabiilsus on puurimistehnikas väga kriitiline küsimus. Maa-aluse kihi struktuuri keerukuse ja puurimise ajal tekkiva rõhuerinevuse tõttu on puuraugu sein sageli altid kokkuvarisemisele või ebastabiilsusele. HEC kasutamine puurimisvedelikus võib tõhusalt parandada puurvedeliku filtreerimisvõimet, vähendada puurvedeliku filtreerimiskadu formatsiooni ja seejärel moodustada tiheda mudakoogi, sulgeda tõhusalt puuraugu seina mikropraod ja vältida puuraugu seina ebastabiilsust. See efekt on väga oluline puuraugu seina terviklikkuse säilitamiseks ja puuraugu kokkuvarisemise vältimiseks, eriti suure läbilaskvusega formatsioonides.
2.3 Madala tahke faasi sisaldusega süsteem ja keskkonnaeelised
Traditsioonilisse puurimisvedeliku süsteemi lisatakse tavaliselt suures koguses tahkeid osakesi, et parandada puurimisvedeliku viskoossust ja stabiilsust. Sellised tahked osakesed on aga altid puurimisseadmetele kulumisele ja võivad hilisemal naftapuuraugu tootmisel põhjustada reservuaari reostust. Tõhusa paksendajana suudab HEC säilitada puurimisvedeliku ideaalse viskoossuse ja reoloogilised omadused madala tahke aine sisalduse korral, vähendada seadmete kulumist ja reservuaari kahjustusi. Lisaks on HEC-l hea biolagunevus ja see ei põhjusta püsivat keskkonnareostust. Seetõttu on tänapäevaste üha rangemate keskkonnakaitsenõuete tõttu HEC-i rakenduse eelised ilmsemad.
3. HEC eelised nafta puurimisel
3.1 Hea vees lahustuvus ja paksendav toime
HEC kui vees lahustuv polümeermaterjal lahustub hästi erinevates veekvaliteedi tingimustes (näiteks magevesi, soolane vesi jne). See võimaldab HEC-d kasutada mitmesugustes keerulistes geoloogilistes keskkondades, eriti kõrge soolsusega keskkondades, säilitades samal ajal hea paksenemisvõime. Selle paksendav toime on märkimisväärne, mis võib tõhusalt parandada puurimisvedelike reoloogilisi omadusi, vähendada puurimisjäätmete ladestumise probleemi ja parandada puurimise efektiivsust.
3.2 Suurepärane temperatuuri- ja soolakindlus
Sügava ja ülisügava puurkaevu puurimisel on formatsioonitemperatuur ja rõhk kõrged ning puurimisvedelik on kõrge temperatuuri ja rõhu suhtes kergesti mõjutatav ning kaotab oma esialgse jõudluse. HEC-l on stabiilne molekulaarstruktuur ning see suudab säilitada oma viskoossuse ja reoloogilised omadused kõrgetel temperatuuridel ja rõhkudel. Lisaks suudab HEC kõrge soolsusega formatsioonikeskkondades säilitada hea paksendava efekti, et vältida puurimisvedeliku kondenseerumist või destabiliseerumist ioonide interferentsi tõttu. Seetõttu on HEC-l suurepärane temperatuuri- ja soolakindlus keerulistes geoloogilistes tingimustes ning seda kasutatakse laialdaselt sügavates puuraukudes ja keerulistes puurimisprojektides.
3.3 Tõhus määrimisjõudlus
Puurimise ajal tekkivad hõõrdeprobleemid on samuti oluline tegur, mis mõjutab puurimise efektiivsust. Puurimisvedeliku ühe määrdeainena võib HEC oluliselt vähendada puurimisriistade ja puurkaevu seinte vahelist hõõrdetegurit, vähendada seadmete kulumist ja pikendada puurimisriistade kasutusiga. See omadus on eriti silmapaistev horisontaalsetes puurkaevudes, kaldpuuraukudes ja muud tüüpi puurkaevudes, mis aitab vähendada puuraukude rikete esinemist ja parandada üldist tööefektiivsust.
4. HEC praktiline rakendamine ja ettevaatusabinõud
4.1 Doseerimismeetod ja kontsentratsiooni kontroll
HEC doseerimismeetod mõjutab otseselt selle dispersiooni ja lahustumisefekti puurimisvedelikus. Tavaliselt tuleks HEC-d puurimisvedelikule järk-järgult segades lisada, et tagada selle ühtlane lahustumine ja vältida aglomeratsiooni. Samal ajal tuleb HEC kasutuskontsentratsiooni mõistlikult kontrollida vastavalt moodustumistingimustele, puurimisvedeliku jõudlusnõuetele jne. Liiga kõrge kontsentratsioon võib muuta puurimisvedeliku liiga viskoosseks ja mõjutada voolavust; liiga madal kontsentratsioon aga ei pruugi oma paksendavat ja määrivat toimet täielikult avaldada. Seetõttu tuleks HEC kasutamisel seda optimeerida ja kohandada vastavalt tegelikele tingimustele.
4.2 Ühilduvus teiste lisanditega
Tegelikes puurimisvedelike süsteemides lisatakse erinevate funktsioonide saavutamiseks tavaliselt mitmesuguseid keemilisi lisandeid. Seetõttu on HEC ja teiste lisandite sobivus samuti tegur, mida tuleb arvestada. HEC-l on hea ühilduvus paljude tavaliste puurimisvedelike lisanditega, näiteks vedelikukao vähendajate, määrdeainete, stabilisaatorite jms-ga, kuid teatud tingimustel võivad mõned lisandid mõjutada HEC paksendavat toimet või lahustuvust. Seetõttu on valemi väljatöötamisel vaja põhjalikult arvestada erinevate lisandite vastastikmõjuga, et tagada puurimisvedeliku toimivuse stabiilsus ja järjepidevus.
4.3 Keskkonnakaitse ja jäätmevedelike käitlemine
Üha rangemate keskkonnakaitse-eeskirjade tõttu on puurimisvedelike keskkonnasõbralikkus järk-järgult tähelepanu pälvinud. Kuna tegemist on hea biolagunevuse materjaliga, saab hüdroksüetüülkonjunktiivvedeliku (HEC) kasutamisega tõhusalt vähendada puurimisvedelike keskkonnareostust. Pärast puurimise lõpetamist tuleb HEC-d sisaldavaid jäätmevedelikke siiski korralikult töödelda, et vältida kahjulikku mõju ümbritsevale keskkonnale. Jäätmevedeliku töötlemise protsessis tuleks rakendada teaduslikke töötlemismeetodeid, nagu jäätmevedeliku taaskasutamine ja lagundamine, koos kohalike keskkonnakaitse-eeskirjade ja tehniliste nõuetega, et tagada keskkonnamõju minimeerimine.
Hüdroksüetüültselluloos (HEC) mängib nafta puurimisel olulist rolli. Oma suurepärase vees lahustuvuse, paksenemise, temperatuuri- ja soolakindluse ning määrimisomadustega pakub see usaldusväärset lahendust puurimisvedelike toimivuse parandamiseks. Komplekssetes geoloogilistes tingimustes ja karmides töökeskkondades saab HEC-i abil tõhusalt parandada puurimise efektiivsust, vähendada seadmete kulumist ja tagada puuraugu stabiilsuse. Naftatööstuse tehnoloogia pideva arenguga laienevad HEC-i rakendusvõimalused nafta puurimisel.
Postituse aeg: 20. september 2024