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石油钻井专用羟乙基纤维素

2018-5-4 17:16:30点击:

     阜盈羟乙基纤维素HEC在油田处理过程中主要用作增稠稳定剂,它具有增稠效果好、悬砂能力强而稳定、耐热、容盐量高、管道阻力小、液体流失少、破胶快、残渣低等特点,是一种较好的油田化学品,广泛用于钻井、完井、固井等采油作业。


      在石油的开采过程中,泥浆的处理是一项非常重要的关键工序,20世纪六十年代,我国泥浆的处理技术相当落后,例如在细分散泥浆阶段,普遍采用的是在粘土泥浆中加入单宁酸,拷胶,煤碱液等分散剂,达到增加稳定性,降低泸失量,并使岩屑和加重料得到较好悬浮的作用,但是由于粘土颗粒分散,致使这种体系泥浆的抗污染能力低,在盐、石膏,基硝以及粘土等污染物浸入的情况下,泥浆变化很大,因此,在六十年代中期,我国大港油田开发时就遇到了困难,有资料报导,因为该地区处于渤海之滨,地面盐池卤水孢子富集,地表水的矿化度在8000-40000PPM,在这样高矿化度的地区钻井,仅仅靠拷胶,煤碱剂等物质作泥浆添加剂,粘度高,切力高,泥浆性能变化大,且随着井下复杂事故的发生,使钻井工作受到影响,为改变这种状况,必须寻找和应用新的泥浆添加剂,以改善泥浆, 满足地质钻井对泥浆的要求。


阜盈羟乙基纤维素在油田中具体的应用:

1.钻井液  

     加有阜盈羟乙基纤维素的钻井液通常用于硬岩钻井以及循环水漏失控制、过量失水、压力反常、高低不平的页岩层等特殊情况钻井。在开钻和大井眼钻井工艺中,应用效果也很好。  

      由于羟乙基纤维素HEC 具有增稠、悬浮、润滑等性质,用在钻井泥浆中,它能冷却铁屑及钻屑,将切害虫物带至地表,提高了泥浆的携岩能力。胜利油田曾用它作为井洞扩携沙液,效果显著,并投入实用。在井下,当遇到非常高的剪切率时,由于“阜盈”羟乙基纤维素HEC  具有奇特的流变行为,使钻液粘度在局部可接近至水的粘度,一方面提高了钻速,且使钻头不易发热,延长钻头使用寿命;另一方面,所钻井洞清洁,具有较高的渗透率。尤其是在硬岩层结构中使用,这种效果十分明显,可节约大量的材料。  

      一般认为,在特定速率下的钻液循环,其所需动力在很大程度上取决于钻液流体的粘度,而采用羟乙基纤维素 的钻液能够明显降低水动力摩擦,从而降低对泵压的需求。这样,也就使发生井漏的敏感度亦随之下降。此外,在停机之后恢复循环时,还可减少起动转矩。  

     羟乙基纤维素的氯化钾溶液配成的钻井液能提高井眼的稳定性,使不平的岩层处于一个稳定状态,以放宽对套管的要求。这种钻井液还进一步改善了携岩能力,限制钻屑的扩散。 即使在电解质溶液中 HEC 仍能提粘。在敏感层的钻井液中常会碰到一些含钠离子、钙离子及氯离子、溴离子的盐水,这种钻液用 HEC 进行增稠,可使其在人武部的盐浓度及加重范围内,保持无凝胶溶解性及良好的提粘能力。可以防止对生产层的损伤,提高钻速和产油量。使用 羟乙基纤维素后还可大大改善泥浆的滤失性能。大幅度提高泥浆的稳定性。 

    “ 阜盈”羟乙基纤维素HEC可作为一种添加剂,加到非分散的盐水膨润土泥浆中,可以降低失水,且在不提高凝胶强度的情况下提高粘度,同时,应用 HEC 于钻井泥浆可以掏井内粘土的分散,防止井塌。降失水效能使井壁上泥页岩的水化速度减缓,加上 HEC  的长链在井壁岩石上的覆盖作用,使岩石结构加强,使其不易水化剥落以致坍塌。在高渗透率的岩层,用失水添加剂象碳酸钙、筛选的碳氢化物树脂或水溶性盐粒均有良效,但在端状态时,可以用高浓度的失水补救液 ( 即每桶溶液中含 HEC  1.3-3.2kg) ,以防止失水深入采油层。  

      阜盈HEC羟乙基纤维素 在钻井泥浆中还可以作为不会发酵的保护胶,进行油井处理, 并且进行在高压 (200 大气压 ) 和温度方面的测定工作。是油井修井液的增稠剂和固井剂。有助于提供澄清的低固定含量溶液,从而大大减低对油井结构的损伤。

2.完井和修井:  

      羟乙基纤维素HEC 配成的低固相完井液,在接近油层时,可避免泥土颗粒堵塞油层空隙。   降失水性质还会防止大量水份从泥浆进入油层,以保证油层的生产能力。羟乙基纤维素HEC降低了泥浆的摩阻,从而可降低泵压,减少动力消耗。   其优异的溶盐性能也保证了在对油井酸化处理时,不析出沉淀。  

      在完井和修井作业中,主要是利用羟乙基纤维素的粘性来转移砂砾。在每桶工作液里加 0.5-1kg 的羟乙基纤维素 ,可以携带起井眼里的岩沙和碎石,使得井下的径向和纵向沙砾颁状态较好。接下来破除去聚合物也很方便,简化了清除修井液和完井液的过程,只要偶尔,井下条件特殊,有必要采取矫措施,防止在钻井和修井时泥浆不返出井口,使循环液漏失。这种情况下,可以试用以高浓度 HEC 配成的失水补救液,   即在每桶水中迅速加入 1.3-3.2kg 的 HEC 注入井下。此外,在情况下,可在每桶柴油中放约 23 公斤左右的 HEC ,泵主井下,使之在洞内与岩层水混合时慢慢水合。  

      在渗透率为 500 毫达西,用浓度为每桶约 0.68 公斤 HEC 的溶液饱和过的砂芯里,用盐酸酸化,其渗透率可恢复到原来的百分之九十以上。另外用含 136ppm 固相成人成份的未经过滤过的海水制成的、含有碳酸钙的 HEC 完井液,   其滤饼用酸从滤芯表面去除之后,原回渗率的 98% 得以恢复。  

      辽河油田采用 羟乙基纤维素 做的无固相修井液,在防砂修井、酸化、试井、   蒸气吞吐、压井诸方面均收到显著效果。他们认为这种修井液具有清洁,不会与油层接触引起粘土膨胀迁移,对岩芯的渗透率伤害很小 (<10%) 等特点,可用于重质油井和漏失严重的井,还可回收使用。  

      在固井注水泥工艺中,“阜盈” 羟乙基纤维素 具有双重功能:一是可以通过降低水力磨擦, 降低泵压,提高速率;而更为重要的是 HEC 具有优异的保失水功效,可以有效地阻止水份流向岩层,致使固井不死,同时亦保护了水泥的机械性能。我国的大庆油田、胜利油田使用 HEC 顺利完成 4000-5000 米以上深井固井作业。在固井工艺中一般使用低粘的羟乙基纤维素HEC 。  

      阜盈羟乙基纤维素能很好地同杀虫剂、除氧剂、泥浆失水控制剂及消泡剂等常用的油田化学品添加剂稳定共存。

3.压裂液:  

     在压裂液中, 羟乙基纤维素能提粘,而且羟乙基纤维素本身对油层无影响,不会堵塞裂颖,可压裂油井。它同时具有水基压裂液的一般特性,如悬沙能力强、摩阻小等。由 HEC  等增稠的钾、钠、铅等的高碘盐的 0.1-2% 水─醇混合液,用高压注入油井,进行压裂,于 48 小时内恢复了流动性。用羟乙基纤维素HEC 制成的水基压裂液,液化之后基本无残渣,尤其适用于渗透率低,无法反排残渣的地层。在碱性条件下,与氯化锰、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜以及重铬酸盐等溶液形成络合物,   专用于携带支撑剂的压裂液。   使用 HEC 可以避免因井下高温而造成的粘度损失,破裂石油层,在高于 371 ℃的井下仍然收到较好的效果。 阜盈羟乙基纤维素HEC 在井下条件不易腐败变质,残渣低,基本不会堵塞油路,   造成井下污染,从性能上讲,要比压裂中常用的胶如田菁等好得多。 Phillips 石油公司亦对比研究了羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素等纤维素醚类压裂液成份,认为还是以阜盈羟乙基纤维素 HEC 为合适。


      我国大庆油田用基液 HEC 浓度为 0.6% 、交链剂为硫酸铜的压裂液后,总结道,在压裂液中使用羟乙基纤维素HEC 同其他天然胶相比,具有“ 基液配制好后,不容易腐败变质,可放置时间长些; 残渣低。”等优势,而后者正是羟乙基纤维素HEC 在国外广泛被应用于油井压裂的关键所在。