La hidroxietil cel·lulosa (HEC) és un important compost de polímer soluble en aigua àmpliament utilitzat en el fang de perforació de petroli. Té excel·lents propietats d’espessiment, retenció d’aigua, estabilització i suspensió, cosa que el converteix en un additiu indispensable en els sistemes de líquids de perforació.
Propietats de la hidroxietil cel·lulosa
HEC és un èter de cel·lulosa no soluble en aigua obtingut per la modificació química de la cel·lulosa natural. La seva estructura química bàsica és que els grups hidroxil de les molècules de cel·lulosa són substituïts per grups d’etoxi per formar enllaços d’èter. El pes molecular i el grau de substitució (és a dir, el nombre de substituents per unitat de glucosa) de HEC es pot controlar ajustant les condicions de reacció, afectant així la seva solubilitat, viscositat i altres propietats fisicoquímiques. HEC és soluble tant en aigua freda com calenta, formant una solució viscosa transparent i té una bona biodegradabilitat i una amabilitat ambiental.
El paper de la HEC en la perforació del fang
Thopener: HEC pot augmentar significativament la viscositat del fang de perforació i millorar eficaçment la capacitat de transport de roca del fang. Això té un paper important en el transport de talls de perforació, mantenint estabilitat de pous i prevenir el col·lapse de la paret del pou.
Modificador de reologia: L’addició d’HEC pot ajustar les propietats reològiques del fang de manera que tingui bones propietats d’aprimament de cisalla. Això ajuda a reduir la resistència al bombament de fang durant la perforació, a reduir el desgast dels equips de perforació i a millorar l’eficiència de la perforació.
Agent de suspensió: HEC pot suspendre eficaçment les partícules sòlides en fang i evitar que s’instal·lin. Això és essencial per mantenir la uniformitat i l'estabilitat de fang i evitar la formació de pastissos de fang i la contaminació per a la paret.
Preparació per a la pèrdua de control de la filtració: HEC pot formar una capa densa de pastís de filtre a la paret del pou per reduir la pèrdua de penetració del filtrat de fang. Això ajuda a mantenir l’equilibri de la pressió del pou i a prevenir incidents de control de pous com ara patades i cops.
LUBRICANT: La solució HEC té excel·lents propietats de lubricació, cosa que pot reduir la fricció entre el bit de la perforació i el tub de perforació al pou, reduir el parell de perforació i la resistència i estendre la vida de l'eina de perforació.
Avantatges de la HEC en la perforació de fangs
Espessiment eficient: en comparació amb altres espessidors, HEC té una major eficiència en espessiment i pot aconseguir la viscositat i les propietats reològiques requerides a concentracions més baixes. Això no només redueix la quantitat d’additius utilitzats, sinó que també redueix els costos de perforació.
Aplicabilitat àmplia: HEC té una bona estabilitat als canvis en la temperatura i el pH, i és adequat per a diversos ambients de perforació, incloses condicions dures com ara pous a alta temperatura i alta pressió i perforació oceànica.
Protecció ambiental: HEC deriva de la cel·lulosa natural, té una bona biodegradabilitat i no toxicitat i és respectuós amb el medi ambient. Això és particularment important en el context actual de requisits cada cop més estrictes de protecció ambiental.
Versatilitat: HEC no només es pot utilitzar com a agent de control de filtració i de filtració, sinó que també té bones propietats de modificació de lubricació, suspensió i reologia i pot satisfer les diverses necessitats de perforar sistemes de fang.
Aplicacions
En aplicacions pràctiques, l’HEC s’utilitza àmpliament en diversos projectes de perforació com ara la perforació de petroli i gas, pous geotèrmics i pous horitzontals. Per exemple, a la perforació fora del mar, a causa de la gran profunditat del pou i l’entorn complex, es requereixen requisits de rendiment més elevats per al fang de perforació i s’ha utilitzat completament l’excel·lent rendiment d’HEC. Un altre exemple és que en pous d’alta temperatura i d’alta pressió, l’HEC pot mantenir els efectes estables de la viscositat i el control de la pèrdua de líquids en condicions d’alta temperatura, millorant eficaçment la seguretat i l’eficiència de les operacions de perforació.
La hidroxietil cel·lulosa (HEC), com a important additiu de fang de perforació, té un paper important en l’enginyeria de perforació de petroli a causa del seu excel·lent espessiment, retenció d’aigua, estabilitat i propietats de suspensió. Amb el desenvolupament continu de la tecnologia de perforació i la millora dels requisits de protecció ambiental, les perspectives d’aplicació d’HEC en la perforació de fang seran més àmplies. Optimitzant contínuament l’estructura molecular i el procés de modificació de l’HEC, s’espera que desenvolupi productes HEC amb un millor rendiment i una adaptabilitat més forta en el futur, millorant encara més el rendiment integral i els beneficis econòmics del fang de perforació.
Posada Posada: 17-2025 de febrer