Hydroksietyyliselluloosan 3 ydintoimintoa öljynporauksessa

Hydroksietyyliselluloosasta (HEC), ei-ionisesta vesiliukoisesta selluloosaeetteristä, on tullut välttämätön avainkemikaali öljynporausteollisuudessa sen erinomaisten sakeuttamis-, häviönhallinta- ja suspensiostabilointiominaisuuksien vuoksi. Ydintoiminnoissa, kuten porauksessa, viimeistelyssä ja murtamisessa, HEC säätelee työstönesteen ominaisuuksia varmistaakseen turvallisen porauksen monimutkaisissa muodostumissa. Samanaikaisesti ympäristöpolitiikan tiukentuessa ja epätavanomaisen öljyn ja kaasun kehityksen kiihtyessä sen markkinapotentiaali laajenee edelleen, mikä luo uusia kehitysmahdollisuuksia sekä tuotantoketjun alku- että loppupään segmenteille.

I. Hydroksietyyliselluloosan keskeinen rooli öljynporauksessa

Hydroksietyyliselluloosalla on monitahoinen rooli öljynporauksessa, ja sen keskeisenä tehtävänä on parantaa porauksen tehokkuutta ja suojella varantoja optimoimalla porausnesteen ominaisuudet. Tämä saavutetaan kolmella ensisijaisella sovelluksella:

(1) Porausnestejärjestelmien suorituskyvyn modifiointiaineet

Hydroksietyyliselluloosa toimii ydinlisäaineena vesipohjaisissa porausnesteissä. Sen molekyyliketjut sisältävät lukuisia hydroksyyliryhmiä, jotka muodostavat kolmiulotteisia verkkorakenteita vedynsidonnan avulla vedessä. Tämä parantaa merkittävästi porausnesteen viskositeettia ja kiviaineksen kuljetuskykyä, mikä estää tehokkaasti poraustähteiden laskeutumisen ja porausreiän tukkeutumisen. Se soveltuu erityisen hyvin pystysuoriin porausreikiin, suurten kulmien porausreikiin ja suurten porausreikien poraukseen. Samalla HEC adsorboituu porausnesteen ja muodostuman kiven rajapintaan muodostaen tiheän suodatinkakun, joka vähentää huomattavasti nestehukkaa. Tämä estää porausnesteessä olevia kiinteitä hiukkasia tukkimasta säiliön huokosia, mikä turvaa hiilivetyjen kulkureittien eheyden ja säilyttää esteettömän virtauksen myöhempää tuotantoa varten. Lisäksi sen erinomainen voitelukyky vähentää kitkavastusta porausvälineiden ja porausreiän seinämien välillä, minimoi pumppauspainehäviön ja estää saven leviämistä, mikä hidastaa porausreiän sortumisriskiä.

(2) Täydennys- ja työstönesteiden avainkomponentit

Viimeistelytoimien aikana HEC:llä muotoillut viimeistelynesteet, joissa on vähän kiintoainetta, estävät maaperän hiukkasten aiheuttaman saastumisen säiliöissä. Niiden erinomainen nestehäviön hallinta estää liiallisen veden pääsyn säiliöihin ja turvaa tuotantokapasiteetin. Kun kyseessä ovat kaivot, joissa on suuri nestehäviö, tai raskasöljysäiliöt, HEC-työstönesteet tarjoavat etuja, kuten alhaisen ydinkerroksen läpäisevyysvaurion ja kierrätettävyyden. Ne ovat osoittautuneet erittäin tehokkaiksi hiekanhallintatöissä, happotesteissä ja muissa sovelluksissa. Liaoning Oilfield on käyttänyt HEC:n nollakiinteetöntä työstönestettä optimoidakseen useita toiminnallisia mittareita.

(3) Murtonesteiden lisäaineita sisältävät tehosteaineet

Vähän läpäisevien varastojen, kuten liuskekaasun ja tiukan öljyn, murtotöissä hydroksietyyliselluloosa toimii murtonesteiden viskositeetin parantajana. Se lisää nesteen viskositeettia, jotta proppantit voidaan kuljettaa syvälle murtumiin, mutta jättää minimaalisen vähän jäämiä geelin hajoamisen jälkeen, mikä minimoi murtumien tukkeutumisen. Tämän vuoksi se soveltuu erityisen hyvin muodostumiin, joiden läpäisevyys on alhainen ja joissa on haastava jäännöksen takaisinvirtaus. Perinteisiin luonnollisiin kumeihin verrattuna HEC-pohjaiset murtonesteet kestävät pilaantumista ja tarjoavat pidempiä varastointiaikoja. Daqing Oilfield osoitti, että 0,6%-pitoisuuksisten HEC-murtonesteiden käyttöönotto toi huomattavia etuja varaston suojelussa ja toiminnan vakaudessa.

HEC

II. Hydroksietyyliselluloosan optimaalinen annostus

Hydroksietyyliselluloosan annostus on säädettävä tarkasti porausolosuhteiden, muodostuman ominaisuuksien ja nestetyypin perusteella. Liian suuret määrät voivat aiheuttaa nesteen viskositeetin ylittymisen ja pumppausvaikeuksia, kun taas riittämättömät määrät eivät täytä suorituskykyvaatimuksia. Alan vakioannosalueet ja niihin vaikuttavat tekijät ovat seuraavat:

(1) Standardiannosalue

Vesipohjaisissa porausnesteissä hydroksietyyliselluloosan annostus on tyypillisesti 0,2%-0,8% nesteen kokonaismassasta: Tavallisissa makean veden porausnesteissä matalissa, löyhissä muodostumissa annostus 0,2%-0,5% riittää porausjätteen kuljettamiseen ja seinämän vakauttamiseen; syvissä porauskaivoissa, hyvin läpäisevissä muodostumissa tai korkean tarkkuuden erikoislietteissä annostusta voidaan lisätä 0,4%-0,8%:iin häviön hallinnan ja vakauden parantamiseksi. Murtonestejärjestelmissä hydroksietyyliselluloosan annostus on tyypillisesti 0,3%-1%, ja sitä on säädettävä proppanttityypin ja murtosyvyyden mukaan. Syvissä, korkealämpötilaisissa muodostumissa osuutta voidaan lisätä sopivasti korkeista lämpötiloista johtuvan viskositeettihäviön kompensoimiseksi. Täydennysrakentamis- ja työstönesteissä lisäysprosentti on yleensä 0,3%-0,6%, ja sitä voidaan tarvittaessa vähentää 0,2%-0,4%:iin järjestelmissä, joissa on vähän kiintoainetta.

(2) Keskeiset vaikuttavia tekijöitä

Muodostumisympäristö on ensisijainen tekijä: Korkean lämpötilan (>100 °C) ja korkean suolapitoisuuden muodostumissa hydroksietyyliselluloosan molekyyliketjut ovat alttiita hajoamaan. Olisi valittava modifioidut hydroksietyyliselluloosatuotteet, joiden annostusta on nostettu 0,1%-0,2%. Erittäin suolaisessa merivedessä tai suolavedessä käytettävien porausnesteiden annostusta olisi lisättävä asianmukaisesti, jotta voidaan estää ionien häiritsevä vaikutus vetysidosrakenteisiin. Yhteensopivuus muiden porausnesteiden kanssa on myös otettava huomioon. Kun öljynesteisiin sekoitetaan lisäaineita, kuten bentoniittia tai bariittia, HEC-suhteen kokeellinen säätäminen on tarpeen, jotta vältetään riittämättömät synergiavaikutukset tai liiallinen ristisilloittuminen. Lisäksi porausprosessin vaatimukset vaikuttavat merkittävästi annosteluun. Esimerkiksi vaakakaivojen porauksessa tarvitaan korkeampaa viskositeettia poraustähteiden kuljettamiseksi, jolloin HEC:tä tarvitaan tyypillisesti 0,1%-0,3% enemmän kuin pystysuorissa kaivoissa.

III. Hydroksietyyliselluloosa ratkaisee öljynporauksen ydinkysymykset

Öljynporaukseen liittyy useita haasteita, kuten porausreiän romahtaminen, varaston saastuminen ja porausnesteen epävakaat ominaisuudet. Hydroksietyyliselluloosa vastaa näihin kriittisiin ongelmakohtiin ainutlaatuisilla ominaisuuksillaan ja varmistaa toiminnan turvallisuuden ja tehokkuuden:

(1) Porausreiän romahtamisen hillitseminen ja porausolosuhteiden vakauttaminen

Epävakaissa muodostumissa, kuten löyhässä hiekkakivessä ja liuskeessa, hydroksietyyliselluloosa sakeuttaa porausnesteitä muodostaen tiheitä suodatinkakkuja. Tämä kaksoisvaikutus parantaa ympäröivän kallion mekaanista vakautta, vähentää nesteen hankauksesta johtuvaa eroosiota ja estää samalla savimineraalien paisumista ja leviämistä, mikä ehkäisee porausreiän laajentumista tai sortumista. Shenglin öljykentällä suoritettujen reiänlaajennustoimien aikana HEC-pohjaiset hiekankuljetusnesteet hillitsivät tehokkaasti lastujen laskeutumista ja porausreiän epävakautta, mikä lisäsi toiminnan tehokkuutta yli 30%.

(2) Varastojen ominaisuuksien säilyttäminen ja talteenottoasteen parantaminen

Liiallinen porausnesteen hävikki voi aiheuttaa säiliön huokosten tukkeutumisen kiinteistä hiukkasista. Hydroksietyyliselluloosan muodostama suodatinkakku hillitsee tiukasti nestehäviötä ja ehkäisee säiliön läpäisevyyden heikkenemistä. Lisäksi HEC-pohjaisissa työstönesteissä on vähän jäämiä ja ne ovat erinomaisen bioyhteensopivia. Valmistumisen jälkeen täydellinen geelin hajoaminen ja tyhjennys johtavat minimaalisiin säiliövaurioihin. Kun hydroksietyyliselluloosa-työnesteitä otettiin käyttöön Liaohén öljykentällä, ytimen läpäisevyysvaurioiden määrä laski alle 10%:n, mikä lisäsi merkittävästi varaston tuottavuutta. Tertiäärisessä öljyn talteenotossa hydroksietyyliselluloosa toimii myös tulva-aineena, joka lisää syrjäytysnesteen viskositeettia ja parantaa virtaussuhdetta, jolloin saavutetaan jopa 7,38%:n lisäkeräysaste, joka on parempi kuin perinteisten polyakryyliamidipolymeerien.

(3) Nesteen vakauden optimointi monimutkaisiin olosuhteisiin

Syväporauksessa joudutaan työskentelemään äärimmäisissä korkeissa lämpötiloissa ja korkeissa paineissa, joissa tavanomaiset lisäaineet hajoavat helposti. Modifioitu hydroksietyyliselluloosa säilyttää vakaan viskositeetin yli 120 °C:n lämpötilassa ja kestää erinomaisesti suoloja, joten se soveltuu hyvin mineralisoituneisiin muodostumiin. Hydroksietyyliselluloosan pseudoplastiset reologiset ominaisuudet mahdollistavat leikkausohennuksen, mikä vaikuttaa viskositeetin heikkenemiseen porausnesteen kierron aikana. Tämä vähentää pumppauspainetta kierrätyksen aikana ja säilyttää samalla korkean viskositeetin, joka pidättää lepotilassa olevat purseet, mikä tasapainottaa toiminnan tehokkuutta ja vakautta.

(4) Toimintakustannusten ja ympäristövaikutusten vähentäminen

HEC vaatii vain vähän käyttöä ja on kierrätettävissä. Liaohen öljykentällä hydroksietyyliselluloosan kierrätysaste on yli 80%, mikä alentaa kemikaalien kulutuskustannuksia merkittävästi. Lisäksi HEC on helposti biologisesti hajoava, ja sen hajoamisaste on jopa 92%, mikä on paljon parempi kuin perinteisten synteettisten polymeerien hajoamisaste, mikä vähentää tehokkaasti porausjätteiden saastekuormitusta ja vastaa ympäristöpolitiikkaa, joka edellyttää ympäristöystävällisiä porauskäytäntöjä.

HEC

IV. Hydroksietyyliselluloosan markkinanäkymät öljynporauksessa

Öljyn ja kaasun kehityksen maailmanlaajuinen elpyminen, epätavanomaisen öljyn ja kaasun tuotannon kiihtyminen sekä ympäristöpoliittiset tekijät ovat vaikuttaneet siihen, että öljynporauksessa käytettävän hydroksietyyliselluloosan markkinat kasvavat tasaisesti ja niillä on laaja kehityspotentiaali:

(1) Markkinoiden jatkuva laajentuminen

Grand View Researchin tietojen mukaan öljykenttien maailmanlaajuiset hydroksietyyliselluloosamarkkinat olivat $125,8 miljoonaa euroa vuonna 2021. Sen ennustetaan kasvavan 4,9%:n CAGR:llä vuodesta 2022 vuoteen 2030 ja ylittävän $192 miljoonaa euroa vuoteen 2030 mennessä. Aasian ja Tyynenmeren alue on suurin kuluttajamarkkina, ja Kiina on nopeimmin kasvava valtio, koska se on tehostanut liuskekaasun ja tiukan öljyn kehittämispyrkimyksiä. Nestefaasihydroksietyyliselluloosan markkinoiden ennustetaan kasvavan Kiinassa yli 5%:n vuotuisella CAGR:llä.

(2) Useiden ohjaavien tekijöiden lähentyminen keskenään

Epätavanomaisen öljyn ja kaasun kehittämisestä johtuva kysyntä on keskeinen ajuri. Liuskekaasun ja tiukan öljyn louhinta edellyttää poraus- ja murtonesteiltä suurempaa suorituskykyä, ja hydroksietyyliselluloosan vähäiset jäämät ja korkea stabiilius vastaavat täydellisesti näitä vaatimuksia. Ympäristöpolitiikka kiihdyttää teollisuuden uudistuksia. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto EPA edellyttää, että maalla käytettävien porausnesteiden biohajoavuusaste on vähintään 75% vuoteen 2025 mennessä, ja Kiina on asettanut tavoitteeksi 50% biopohjaisten porausnesteiden kotimaisen tuotannon vuoteen 2030 mennessä, mikä edistää perinteisten synteettisten lisäaineiden korvaamista biopohjaisella hydroksietyyliselluloosalla. Lisäksi maailmanlaajuinen biomassan jalostuskapasiteetti kasvaa keskimäärin 15%:n vuosivauhdilla, mikä tarjoaa edullisia raaka-aineita hydroksietyyliselluloosalle ja nopeuttaa entisestään sen laajamittaista käyttöönottoa.

(3) Teknologinen kehitys muokkaa kehityskaarta.

Tulevaisuuden hydroksietyyliselluloosatuotteet kehittyvät kohti monikäyttöisyyttä ja parempaa kestävyyttä korkeita lämpötiloja ja suolapitoisuutta vastaan. Kiinan tiedeakatemian kehittämä halofiilisillä bakteerien polysakkarideilla muunnettu hydroksietyyliselluloosa voi toimia yhtäjaksoisesti 120 tuntia ilman vikaa 210 °C:n lämpötilassa erittäin syvässä kaivossa. Biopohjaisesta HEC:stä on tullut tutkimuksen kuuma kohde. Maatalousjätteestä, kuten sokeriruokobagassista ja oljista, peräisin oleva hydroksietyyliselluloosa on edennyt pilottimittakaavan testausvaiheeseen, ja sen kustannukset ovat 17%-23% alhaisemmat kuin öljypohjaisten tuotteiden. Kymmenen tuhannen tonnin tuotantokapasiteetin ennustetaan olevan valmis vuoteen 2026 mennessä. Samanaikaisesti monikäyttöiset tuotteet ovat nopeasti pääsemässä markkinoille. HEC-tuotteet, joissa yhdistyvät sakeuttamis- ja esto-ominaisuudet, ovat jo saavuttaneet 12% markkinaosuuden, ja niillä on merkittävää kasvupotentiaalia tulevaisuudessa.

V. Jälleenmyyjien strategiat mahdollisuuksiin tarttumiseksi

HEC-markkinoiden kasvumahdollisuuksien vuoksi kaikkien alan toimijoiden on tunnistettava kysyntä tarkasti, optimoitava resurssien jakaminen ja pyrittävä eriytettyyn kehitykseen:

(1) Ostajat: Keskittyminen suorituskyvyn yhteensopivuuteen ja kustannusten hallintaan

Öljykenttäyritysten ja porauspalveluyritysten olisi valittava räätälöityjä tuotteita muodostuman ominaisuuksien perusteella. Modifioitu hydroksietyyliselluloosa olisi asetettava etusijalle syvissä, korkean lämpötilan ja suolapitoisuuden muodostumissa, kun taas biopohjaisia tuotteita olisi painotettava ympäristön kannalta herkillä alueilla. Laboratoriotesteissä olisi varmistettava tuotteiden yhteensopivuus työnesteiden kanssa, jotta vältetään epätarkoituksenmukaisesta suorituskyvystä johtuvat operatiiviset riskit. Kustannusten hallitsemiseksi raaka-aineiden hinnat voidaan lukita toimittajien kanssa tehtävillä pitkäaikaisilla sopimuksilla. Samalla on optimoitava lisäyskäytännöt kalibroimalla suhteet tarkasti ylikulutuksen vähentämiseksi. Tutki lisäksi kotimaisia korvausmahdollisuuksia. Johtavat kotimaiset valmistajat ovat luoneet raaka-aineiden toimitusketjuja tuotantoketjun alkupäässä, ja kotimaassa tuotettu hydroksietyyliselluloosa tarjoaa huomattavia kustannustehokkuusetuja, jotka vähentävät tuontiriippuvuutta (tällä hetkellä vielä 65%).

(2) Jakelijat: Kanavien kehittämisen ja lisäarvopalvelujen syventäminen

Kanavien käyttöönotossa olisi keskityttävä keskeisille tuotantoalueille ja kysyntämarkkinoille. Kotimaassa on asetettava etusijalle liuskekaasupitoiset alueet, kuten Sichuan ja Xinjiang. Kansainvälisesti keskitytään Pohjois-Amerikan ja Aasian ja Tyynenmeren alueen voimakkaasti kasvaviin alueisiin. Luo vakaita kumppanuuksia Dow'n ja Ashlandin kaltaisten globaalien jättiläisten kanssa,Mikem sekä kotimaiset toimijat, kuten Shandong Tenessy, monipuolistamaan tuotevalikoimaa ja vastaamaan monitasoisiin tarpeisiin. Palveluiden parantaminen on avain erottautumiseen. Tarjotaan teknistä tukea, kuten paikan päällä tapahtuvaa opastusta lisäaineiden suhteita ja optimoituja porausnesteen koostumuksia varten. Samanaikaisesti luodaan varastojen jakojärjestelmiä, joilla varmistetaan jatkuvat toimitukset porausoperaatioihin. Kehitä lisäksi ennakoivasti biopohjaisia HEC-tuotelinjoja ja tee yhteistyötä T&K-yritysten kanssa, jotta voit hyödyntää ympäristöä koskevia parannuksia. Kehitä öljykenttäpalveluiden jättiläisten räätälöityjä vaatimuksia varten monitoimisia hydroksietyyliselluloosaratkaisuja yhteistyön esteiden parantamiseksi.

(3) Top Hydroksietyyliselluloosan toimittaja

Mikemon maailmanlaajuisena erikoiskemikaalien toimittajana kasvattanut tasaisesti markkinaosuuttaan kansainvälisesti. Melacoll™, joka on keskeinen tuotemerkki selluloosaeetterisarjassa ja erityisesti hydroksietyyliselluloosan toimittajana, harjoittaa merkittävää liiketoimintaa. hydroksietyyliselluloosatehdas Shandongin maakunnassa, Kiinassa. Yli kahden vuosikymmenen kehitystyön jälkeen tuotteiden suorituskyky on parantunut merkittävästi, ja ne ovat laajentuneet kertakäyttöisistä rakennussovelluksista monille eri aloille, kuten öljynporaukseen, tekstiileihin ja kotitalouksien pesuaineisiin, mikä on saanut tunnustusta asiakkailta.

Päätelmä

Hydroksietyyliselluloosasta (HEC) on tullut epätavanomaisen öljyn- ja kaasunkehityksen keskeinen kemikaali, joka hyödyntää sen monikäyttöisyyttä ja ympäristöetuja öljynporauksessa. Teknologisen kehityksen ja poliittisten kannustimien ansiosta markkinoilla on odotettavissa laadukasta kasvua. Alan toimijoiden on optimoitava hankintastrategiat, joissa keskitytään suorituskyvyn yhteensopivuuteen, ja jakelijoiden on syvennettävä kanavien kehittämistä ja palvelutarjontaa arvon luomiseksi. Yhdessä ne voivat tarttua alan mahdollisuuksiin ja edistää hydroksietyyliselluloosan laajamittaista ja korkealaatuista käyttöä öljynporauksessa.