HEC pour le forage d'huile

L'hydroxyéthyl-cellulose (HEC) est largement utilisée dans de nombreux secteurs industriels pour ses excellentes propriétés d'épaississement, de suspension, de dispersion et de rétention d'eau. Surtout dans le champ d'huile, HEC a été utilisé dans les processus de forage, d'achèvement, de travail et de fracturation, principalement en tant qu'épaississement de la saumure et dans de nombreuses autres applications spécifiques.

HECPropriétés à l'utilisation des champs de pétrole

(1) Tolérance au sel:

HEC a une excellente tolérance au sel pour les électrolytes. Comme le HEC est un matériau non ionique, il ne sera pas ionisé dans le milieu d'eau et ne produira pas de résidu de précipitations en raison de la présence d'une concentration élevée de sels dans le système, entraînant le changement de sa viscosité.

HEC épaissit de nombreuses solutions d'électrolyte monovalente et bivalente à haute concentration, tandis que les lieurs de fibres anioniques tels que le CMC produisent du salting à partir de certains ions métalliques. Dans les applications du champ pétrolier, la HEC n'est pas affectée par la dureté de l'eau et la concentration de sel et peut même épaissir les fluides lourds contenant des concentrations élevées d'ions de zinc et de calcium. Seul le sulfate d'aluminium peut le précipiter. Effet d'épaississement de la HEC dans l'eau douce et le NaCl saturé, l'électrolyte lourd CACL2 et ZNBR2CABR2.

Cette tolérance au sel donne à HEC la possibilité de jouer un rôle important dans ce développement de champ puits et offshore.

(2) Viscosité et taux de cisaillement:

Le HEC soluble dans l'eau se dissout dans l'eau chaude et froide, produisant de la viscosité et formant de faux plastiques. Sa solution aqueuse est en surface active et a tendance à former des mousses. La solution de viscosité moyenne et élevée HEC utilisée dans le champ d'huile général est non newtonienne, montrant un degré élevé de pseudoplastique, et la viscosité est affectée par le taux de cisaillement. À un faible taux de cisaillement, les molécules HEC sont disposées au hasard, entraînant des enchevêtrements de chaîne avec une viscosité élevée, ce qui améliore la viscosité: à un taux de cisaillement élevé, les molécules se sont orientées avec la direction de l'écoulement, réduisant la résistance au flux et la viscosité diminue avec l'augmentation du taux de cisaillement.

Grâce à un grand nombre d'expériences, Union Carbide (UCC) a conclu que le comportement rhéologique du liquide de forage est non linéaire et peut être exprimé par la loi sur le pouvoir:

Contrainte de cisaillement = k (taux de cisaillement) n

Où, n est la viscosité effective de la solution à un faible taux de cisaillement (1S-1).

N est inversement proportionnel à la dilution de cisaillement. .

Dans l'ingénierie de la boue, K et N sont utiles lors du calcul de la viscosité efficace des fluides dans des conditions de fond de descente. La société a développé un ensemble de valeurs pour K et N lorsque HEC (4400cps) a été utilisé comme composant de boue de forage (tableau 2). Ce tableau s'applique à toutes les concentrations de solutions HEC dans l'eau douce et salée (0,92 kg / 1 NaCl). De ce tableau, les valeurs correspondant à des taux de cisaillement moyens (100-200 tr / min) et faibles (15-30 tr / min) peuvent être trouvés.

Application de HEC dans le champ pétrolier

(1) Forage de liquide

Les liquides de forage ajoutés par HEC sont couramment utilisés dans le forage de roche dure et dans des situations spéciales telles que le contrôle de la perte d'eau en circulation, la perte excessive d'eau, la pression anormale et les formations de schiste inégales. Les résultats de l'application sont également bons dans le forage et le forage de grands trous.

En raison de ses propriétés d'épaississement, de suspension et de lubrification, la HEC peut être utilisée dans le forage de la boue pour refroidir le fer et les boutures de forage, et apporter des parasites de coupe à la surface, améliorant la capacité de transport de la roche de la boue. Il a été utilisé dans le champ pétrolier de Shengli comme propagation de forage et transport de liquide avec un effet remarquable et a été mis en pratique. Dans le trou descendant, lorsqu'ils rencontrent un taux de cisaillement très élevé, en raison du comportement rhéologique unique de la HEC, la viscosité du liquide de forage peut être localement proche de la viscosité de l'eau. D'une part, le taux de forage est amélioré et le bit n'est pas facile à chauffer et la durée de vie du bit est prolongée. D'un autre côté, les trous forés sont propres et ont une perméabilité élevée. Surtout dans la structure de la roche dure, cet effet est très évident, peut économiser beaucoup de matériaux. .

On pense généralement que la puissance requise pour la circulation du liquide de forage à un taux donné dépend en grande partie de la viscosité du liquide de forage, et l'utilisation du liquide de forage HEC peut réduire considérablement la friction hydrodynamique, réduisant ainsi le besoin de pression de pompe. Ainsi, la sensibilité à la perte de circulation est également réduite. De plus, le couple de départ peut être réduit lorsque le cycle reprend après l'arrêt.

La solution de chlorure de potassium de HEC a été utilisée comme liquide de forage pour améliorer la stabilité des puits de forage. La formation inégale est maintenue dans un état stable pour faciliter les exigences du tubage. Le liquide de forage améliore encore la capacité de transport des roches et limite la diffusion des coupes.

HEC peut améliorer l'adhésion même dans la solution d'électrolyte. L'eau saline contenant des ions sodium, des ions calcium, des ions de chlorure et des ions de brome est souvent rencontrée dans le liquide de forage sensible. Ce liquide de forage est épaissi avec HEC, qui peut maintenir la solubilité en gel et une bonne capacité de levage de viscosité dans la plage de concentration et de pondération des bras humains. Il peut éviter d'endommager la zone de production et d'augmenter le taux de forage et la production d'huile.

L'utilisation de HEC peut également améliorer considérablement les performances de perte de fluide de la boue générale. Améliorez considérablement la stabilité de la boue. HEC peut être ajouté comme additif à une suspension de bentonite saline non dispersible pour réduire la perte d'eau et augmenter la viscosité sans augmenter la résistance au gel. Dans le même temps, l'application de HEC au forage de la boue peut éliminer la dispersion de l'argile et empêcher l'effondrement de puits. L'efficacité de déshydratation ralentit le taux d'hydratation du schiste de boue sur la paroi de forage, et l'effet de revêtement de longue chaîne de HEC sur la roche de la paroi de forage renforce la structure de la roche et rend difficile d'être hydraté et de l'écaillage, entraînant un effondrement. Dans les formations élevées de perméabilité, des additifs de perte d'eau tels que le carbonate de calcium, des résines d'hydrocarbures sélectionnées ou des grains de sel solubles dans l'eau peuvent être efficaces, mais dans des conditions extrêmes, une concentration élevée de solution d'assainissement de la perte d'eau (c'est-à-dire dans chaque baril de solution) Peut être utilisé

HEC 1,3-3,2 kg) pour empêcher la perte d'eau profondément dans la zone de production.

La HEC peut également être utilisée comme gel de protection non fermentable dans le forage de la boue pour un traitement de puits et pour la haute pression (200 pression atmosphérique) et la mesure de la température.

L'avantage de l'utilisation de HEC est que les processus de forage et d'achèvement peuvent utiliser la même boue, réduire la dépendance à l'égard d'autres dispersants, diluants et régulateurs de pH, la manipulation et le stockage des liquides sont très pratiques.

(2.) Fracture Fluide:

Dans le liquide de fracturation, HEC peut soulever la viscosité et HEC lui-même n'a aucun effet sur la couche d'huile, ne bloquera pas la glume de fracture, peut bien se fracturer. Il a également les mêmes caractéristiques que le liquide de fissuration à base d'eau, comme une forte capacité de suspension de sable et une petite résistance à la friction. Le mélange de 0,1 à 2% d'alcool à l'eau, épaissi par HEC et d'autres sels iodisés tels que le potassium, le sodium et le plomb, a été injecté dans le puits d'huile à haute pression pour la fracturation, et l'écoulement a été restauré dans les 48 heures. Les fluides de fracturation à base d'eau fabriqués avec HEC n'ont pratiquement pas de résidu après la liquéfaction, en particulier dans les formations à faible perméabilité qui ne peuvent pas être drainées de résidus. Dans des conditions alcalines, le complexe est formé avec du chlorure de manganèse, du chlorure de cuivre, du nitrate de cuivre, du sulfate de cuivre et du dichromate, et est spécialement utilisé pour le protègeur transportant des fluides de fracturation. L'utilisation de HEC peut éviter la perte de viscosité due à des températures élevées du sol des troubles, en fracturant la zone pétrolière, tout en obtenant de bons résultats dans des puits supérieurs à 371 C. Dans les conditions de trou de la descente, la HEC n'est pas facile à pourrir et à se détériorer, et le résidu est faible, Il ne bloque donc essentiellement pas le chemin d'huile, ce qui entraînera une pollution souterraine. En termes de performances, il est bien meilleur que la colle couramment utilisée en fracturation, comme l'élite de champ. Phillips Petroleum a également comparé la composition des éthers de cellulose tels que la carboxyméthyl-cellulose, la carboxyméthyl hydroxyéthyl-cellulose, l'hydroxyéthyl-cellulose, l'hydroxypropyl-cellulose et la méthylles-cellulose, et a décidé que l'ECC était la meilleure solution.

Une fois que le liquide de fracturation avec une concentration de HEC de liquide de base de 0,6% et un agent de réticulation de sulfate de cuivre ont été utilisés dans le champ pétrolier DAQing en Chine, il est conclu que par rapport à d'autres adhérences naturelles, l'utilisation de HEC dans le liquide de fracturation a les avantages de «(1) la Le liquide de base n'est pas facile à pourrir après avoir été préparé et peut être placé plus longtemps; (2) Le résidu est faible. Et ce dernier est la clé pour que HEC soit largement utilisé dans le puits de pétrole fracturant à l'étranger.

(3.) Achèvement et travail:

Le liquide d'achèvement à faible solide de HEC empêche les particules de boue de bloquer l'espace du réservoir à l'approche du réservoir. Les propriétés de perte d'eau empêchent également de grandes quantités d'eau d'entrer dans le réservoir de la boue pour assurer la capacité de productivité du réservoir.

HEC réduit la traînée de boue, qui abaisse la pression de la pompe et réduit la consommation d'énergie. Son excellente solubilité en sel garantit également qu'il n'y a pas de précipitations lors des puits d'huile acidisant.

Dans les opérations d'achèvement et d'intervention, la viscosité de HEC est utilisée pour transférer du gravier. L'ajout de 0,5 à 1 kg de HEC par baril de liquide de travail peut transporter du gravier et du gravier du trou de forage, ce qui entraîne une meilleure distribution de gravier radial et longitudinal. L'élimination ultérieure du polymère simplifie considérablement le processus d'élimination du travail et du liquide d'achèvement. En de rares occasions, les conditions de trou descendantes nécessitent une action corrective pour empêcher la boue de retourner à la tête de puits pendant le forage et le travail et la perte de fluide circulant. Dans ce cas, une solution HEC à haute concentration peut être utilisée pour injecter rapidement 1,3 à 3,2 kg de HEC par baril de fond d'eau. De plus, dans des cas extrêmes, environ 23 kg de HEC peuvent être placés dans chaque baril de diesel et pompés sur l'arbre, l'hydratation lentement car elle se mélange avec de l'eau rocheuse dans le trou.

La perméabilité des noyaux de sable saturée d'une solution de 500 millidarcy à une concentration de 0. 68 kg HEC par baril peut être restaurée à plus de 90% par acidification avec de l'acide chlorhydrique. De plus, le fluide d'achèvement HEC contenant du carbonate de calcium, qui a été fabriqué à partir de 136 ppm d'eau de mer adulte solide non filtrée, a récupéré 98% du taux d'infiltration d'origine après que le gâteau filtrant a été retiré de la surface de l'élément filtre par l'acide.