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    石油鉆井專用羥乙基纖維素

    2018-5-4 17:16:30點擊:

         阜盈羥乙基纖維素HEC在油田處理過程中主要用作增稠穩定劑,它具有增稠效果好、懸砂能力強而穩定、耐熱、容鹽量高、管道阻力小、液體流失少、破膠快、殘渣低等特點,是一種較好的油田化學品,廣泛用于鉆井、完井、固井等采油作業。


          在石油的開采過程中,泥漿的處理是一項非常重要的關鍵工序,20世紀六十年代,我國泥漿的處理技術相當落后,例如在細分散泥漿階段,普遍采用的是在粘土泥漿中加入單寧酸,拷膠,煤堿液等分散劑,達到增加穩定性,降低瀘失量,并使巖屑和加重料得到較好懸浮的作用,但是由于粘土顆粒分散,致使這種體系泥漿的抗污染能力低,在鹽、石膏,基硝以及粘土等污染物浸入的情況下,泥漿變化很大,因此,在六十年代中期,我國大港油田開發時就遇到了困難,有資料報導,因為該地區處于渤海之濱,地面鹽池鹵水孢子富集,地表水的礦化度在8000-40000PPM,在這樣高礦化度的地區鉆井,只靠拷膠,煤堿劑等物質作泥漿添加劑,粘度高,切力高,泥漿性能變化大,且隨著井下復雜事故的發生,使鉆井工作受到影響,為改變這種狀況,須尋找和應用新的泥漿添加劑,以改進泥漿, 滿足地質鉆井對泥漿的要求。


    阜盈羥乙基纖維素在油田中具體的應用:

    1.鉆井液  

         加有阜盈羥乙基纖維素的鉆井液通常用于硬巖鉆井以及循環水漏失控制、過量失水、壓力反常、高低不平的頁巖層等情況下鉆井。在開鉆和大井眼鉆井工藝中,應用效果也很好。  

          由于羥乙基纖維素HEC 具有增稠、懸浮、潤滑等性質,用在鉆井泥漿中,它能冷卻鐵屑及鉆屑,將切害蟲物帶至地表,提高了泥漿的攜巖能力。勝利油田曾用它作為井洞擴攜沙液,效果顯著,并投入實用。在井下,當遇到非常高的剪切率時,由于“阜盈”羥乙基纖維素HEC  具有奇特的流變行為,使鉆液粘度在局部可接近至水的粘度,一方面提高了鉆速,且使鉆頭不易發熱,延長鉆頭使用壽命;另一方面,所鉆井洞清潔,具有較高的滲透率。尤其是在硬巖層結構中使用,這種效果十分明顯,可節約大量的材料。  

          一般認為,在特定速率下的鉆液循環,其所需動力在很大程度上取決于鉆液流體的粘度,而采用羥乙基纖維素 的鉆液能夠明顯降低水動力摩擦,從而降低對泵壓的需求。這樣,也就使發生井漏的敏感度亦隨之下降。此外,在停機之后恢復循環時,還可減少起動轉矩。  

         羥乙基纖維素的氯化鉀溶液配成的鉆井液能提高井眼的穩定性,使不平的巖層處于一個穩定狀態,以放寬對套管的要求。這種鉆井液還進一步改進了攜巖能力,限制鉆屑的擴散。 即使在電解質溶液中 HEC 仍能提粘。在敏感層的鉆井液中常會碰到一些含鈉離子、鈣離子及氯離子、溴離子的鹽水,這種鉆液用 HEC 進行增稠,可使其在人武部的鹽濃度及加重范圍內,保持無凝膠溶解性及良好的提粘能力?梢苑乐箤ιa層的損傷,提高鉆速和產油量。使用 羥乙基纖維素后還可大大改進泥漿的濾失性能。大幅度提高泥漿的穩定性。 

        “ 阜盈”羥乙基纖維素HEC可作為一種添加劑,加到非分散的鹽水膨潤土泥漿中,可以降低失水,且在不提高凝膠強度的情況下提高粘度,同時,應用 HEC 于鉆井泥漿可以掏井內粘土的分散,防止井塌。降失水效能使井壁上泥頁巖的水化速度減緩,加上 HEC  的長鏈在井壁巖石上的覆蓋作用,使巖石結構加強,使其不易水化剝落以致坍塌。在高滲透率的巖層,用失水添加劑象碳酸鈣、篩選的碳氫化物樹脂或水溶性鹽粒均有良效,但在端狀態時,可以用高濃度的失水補救液 ( 即每桶溶液中含 HEC  1.3-3.2kg) ,以防止失水深入采油層。  

          阜盈HEC羥乙基纖維素 在鉆井泥漿中還可以作為不會發酵的保護膠,進行油井處理, 并且進行在高壓 (200 大氣壓 ) 和溫度方面的測定工作。是油井修井液的增稠劑和固井劑。有助于提供澄清的低固定含量溶液,從而大大減低對油井結構的損傷。

    2.完井和修井:  

          羥乙基纖維素HEC 配成的低固相完井液,在接近油層時,可避免泥土顆粒堵塞油層空隙。   降失水性質還會防止大量水份從泥漿進入油層,以確保油層的生產能力。羥乙基纖維素HEC降低了泥漿的摩阻,從而可降低泵壓,減少動力消耗。   其優異的溶鹽性能也確保了在對油井酸化處理時,不析出沉淀。  

          在完井和修井作業中,主要是利用羥乙基纖維素的粘性來轉移砂礫。在每桶工作液里加 0.5-1kg 的羥乙基纖維素 ,可以攜帶起井眼里的巖沙和碎石,使得井下的徑向和縱向沙礫頒狀態較好。接下來破除去聚合物也很方便,簡化了清除修井液和完井液的過程,只要偶爾,井下條件異常,就要采取矯措施,防止在鉆井和修井時泥漿不返出井口,使循環液漏失。這種情況下,可以試用以高濃度 HEC 配成的失水補救液,   即在每桶水中迅速加入 1.3-3.2kg 的 HEC 注入井下。此外,在情況下,可在每桶柴油中放約 23 公斤左右的 HEC ,泵主井下,使之在洞內與巖層水混合時慢慢水合。  

          在滲透率為 500 毫達西,用濃度為每桶約 0.68 公斤 HEC 的溶液飽和過的砂芯里,用鹽酸酸化,其滲透率可恢復到原來的百分之九十以上。另外用含 136ppm 固相成人成份的未經過濾過的海水制成的、含有碳酸鈣的 HEC 完井液,   其濾餅用酸從濾芯表面去除之后,原回滲率的 98% 得以恢復。  

          遼河油田采用 羥乙基纖維素 做的無固相修井液,在防砂修井、酸化、試井、   蒸氣吞吐、壓井諸方面均收到顯著效果。他們認為這種修井液具有清潔,不會與油層接觸引起粘土膨脹遷移,對巖芯的滲透率傷害很小 (<10%) 等特點,可用于重質油井和漏失嚴重的井,還可回收使用。  

          在固井注水泥工藝中,“阜盈” 羥乙基纖維素 具有雙重功能:一是可以通過降低水力磨擦, 降低泵壓,提高速率;而更為重要的是 HEC 具有優異的保失水功效,可以有效地阻止水份流向巖層,致使固井不死,同時亦保護了水泥的機械性能。我國的大慶油田、勝利油田使用 HEC 順利完成 4000-5000 米以上深井固井作業。在固井工藝中一般使用低粘的羥乙基纖維素HEC 。  

          阜盈羥乙基纖維素能很好地同殺蟲劑、除氧劑、泥漿失水控制劑及消泡劑等常用的油田化學品添加劑穩定共存。

    3.壓裂液:  

         在壓裂液中, 羥乙基纖維素能提粘,而且羥乙基纖維素本身對油層無影響,不會堵塞裂穎,可壓裂油井。它同時具有水基壓裂液的一般特性,如懸沙能力強、摩阻小等。由 HEC  等增稠的鉀、鈉、鉛等的高碘鹽的 0.1-2% 水─醇混合液,用高壓注入油井,進行壓裂,于 48 小時內恢復了流動性。用羥乙基纖維素HEC 制成的水基壓裂液,液化之后基本無殘渣,尤其適用于滲透率低,無法反排殘渣的地層。在堿性條件下,與氯化錳、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅以及重鉻酸鹽等溶液形成絡合物,   用于攜帶支撐劑的壓裂液。   使用 HEC 可以避免因井下高溫而造成的粘度損失,破裂石油層,在高于 371 ℃的井下仍然收到較好的效果。 阜盈羥乙基纖維素HEC 在井下條件不易腐敗變質,殘渣低,基本不會堵塞油路,   造成井下污染,從性能上講,要比壓裂中常用的膠如田菁等好得多。 Phillips 石油公司亦對比研究了羧甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素等纖維素醚類壓裂液成份,認為還是以阜盈羥乙基纖維素 HEC 為合適。


          我國大慶油田用基液 HEC 濃度為 0.6% 、交鏈劑為硫酸銅的壓裂液后,總結道,在壓裂液中使用羥乙基纖維素HEC 同其他天然膠相比,具有“ 基液配制好后,不容易腐敗變質,可放置時間長些; 殘渣低!钡葍瀯,而后者正是羥乙基纖維素HEC 在國外廣泛被應用于油井壓裂的關鍵所在。


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