De 3 belangrijkste functies van hydroxyethylcellulose bij olieboringen

Hydroxyethylcellulose (HEC), een niet-ionische, in water oplosbare cellulose-ether, is een onmisbare chemische stof geworden in de olieboorindustrie vanwege zijn uitstekende verdikkings-, verliesbeheersings- en suspensiestabilisatie-eigenschappen. Bij kernactiviteiten zoals boren, voltooien en breken regelt HEC de eigenschappen van de werkvloeistof om veilig boren in complexe formaties te garanderen. Tegelijkertijd, met de intensivering van het milieubeleid en de versnelde ontwikkeling van onconventionele olie en gas, blijft het marktpotentieel groeien, waardoor nieuwe ontwikkelingsmogelijkheden ontstaan voor zowel upstream- als downstreamsegmenten van de industrieketen.

I. De hoofdrol van hydroxyethylcellulose bij olieboringen

Hydroxyethylcellulose speelt een veelzijdige rol bij olieboringen. De belangrijkste functie is het verbeteren van de boorefficiëntie en het beschermen van reservoirs door de eigenschappen van de boorvloeistof te optimaliseren. Dit wordt bereikt door drie primaire toepassingen:

(1) Prestatiemodificatoren voor boorvloeistofsystemen

Hydroxyethylcellulose dient als kernadditief in boorvloeistoffen op waterbasis. De moleculaire ketens bevatten talloze hydroxylgroepen die driedimensionale netwerkstructuren vormen door waterstofbruggen in water. Dit verbetert de viscositeit van de boorvloeistof aanzienlijk en zorgt ervoor dat het gesteente beter kan worden opgenomen, zodat het boorgruis zich niet kan afzetten en de boorput niet kan blokkeren.

Het is bijzonder geschikt voor verticale boringen, boringen onder een grote hoek en boringen met een groot boorgat. Tegelijkertijd adsorbeert HEC aan het grensvlak tussen boorvloeistof en formatiegesteente, waardoor een dichte filterkoek wordt gevormd die het vloeistofverlies aanzienlijk vermindert. Dit voorkomt dat vaste deeltjes in de boorvloeistof de poriën in het reservoir verstoppen, waardoor de integriteit van de koolwaterstofroutes wordt gewaarborgd en een ongehinderde stroming voor de daaropvolgende productie behouden blijft. Bovendien vermindert de uitstekende smering de wrijvingsweerstand tussen boorgereedschap en boorgatwanden, wordt het pompdrukverlies geminimaliseerd en heeft het kleidispersieremmende eigenschappen die het risico op instorting van de boorgatwanden vertragen.

(2) Belangrijkste componenten voor vloeistoffen voor voltooiing en workover

Tijdens voltooiingswerkzaamheden voorkomen vloeistoffen voor voltooiing met een laag vaste stofgehalte en geformuleerd met HEC verontreiniging van reservoirs met bodemdeeltjes. De superieure beheersing van vloeistofverlies voorkomt het binnendringen van overmatig water in reservoirs, waardoor de productiecapaciteit behouden blijft. Voor putten met ernstig vloeistofverlies of reservoirs met zware olie bieden HEC-workovervloeistoffen voordelen zoals lage schade aan de kerndoorlaatbaarheid en recyclebaarheid. Ze zijn zeer effectief bij zandstabiliteitscontroles, zuurtesten en andere toepassingen. Liaoning Oilfield heeft HEC zero-solids workover-vloeistoffen gebruikt om meerdere operationele parameters te optimaliseren.

(3) Hulpstoffen voor breekvloeistoffen

Bij fracturingoperaties voor reservoirs met een lage doorlaatbaarheid, zoals schaliegas en strakke olie, dient Hydroxyethyl Cellulose als viscositeitsverbeteraar voor fracturingvloeistoffen. Het verhoogt de viscositeit van de vloeistof om proppants diep in de breuken te transporteren, terwijl het minimale residu achterlaat na afbraak van de gel, waardoor breukblokkering wordt geminimaliseerd. Dit maakt het bijzonder geschikt voor formaties met een lage permeabiliteit en uitdagende terugstroming van residu. Vergeleken met traditionele natuurlijke gommen zijn fractureervloeistoffen op basis van HEC bestand tegen bederf en bieden ze langere opslagperioden. Daqing Oilfield toonde aanzienlijke voordelen op het gebied van reservoirbescherming en operationele stabiliteit na het gebruik van 0,6% concentratie HEC-breukvloeistoffen.

HEC

II. Optimale dosering van hydroxyethylcellulose

De dosering van Hydroxyethyl Cellulose moet nauwkeurig worden aangepast op basis van de booromstandigheden, de formatiekenmerken en het vloeistoftype. Te grote hoeveelheden kunnen ertoe leiden dat de vloeistofviscositeit de specificaties overschrijdt, wat kan leiden tot pompproblemen. Het standaard doseringsbereik en de beïnvloedende factoren in de industrie zijn als volgt:

(1) Standaard doseringsbereik

In boorvloeistoffen op waterbasis varieert de dosering van Hydroxyethyl Cellulose meestal van 0,2% tot 0,8% van de totale vloeistofmassa.

Voor standaard zoetwater boorvloeistoffen in ondiepe, losse formaties is een dosering van 0,2% tot 0,5% voldoende voor het afvoeren van het boorgruis en de stabiliteit van de wand.

Voor diepe putten, zeer doorlaatbare formaties of speciale modder met hoge precisie kan de dosering worden verhoogd tot 0,4%-0,8% om verliesbeheersing en stabiliteit te verbeteren.

De dosering van hydroxyethylcellulose is gewoonlijk 0,3%-1% in fracturingvloeistofsystemen, waarbij aanpassing nodig is op basis van het type proppant en de fracturingdiepte. In diepe formaties met hoge temperaturen kan het constructiepersoneel de toevoegingsverhouding verhogen om te compenseren voor viscositeitsverlies als gevolg van verhoogde temperaturen.
In vloeistoffen voor voltooiing en workover varieert de toevoegingssnelheid gewoonlijk van 0,3% tot 0,6%, en kan indien nodig worden verlaagd tot 0,2% tot 0,4% in systemen met weinig vaste stoffen.

(2) Belangrijkste beïnvloedende factoren

De omgeving van de formatie is de primaire factor: In formaties met een hoge temperatuur (>100°C) en een hoog zoutgehalte zijn de moleculaire ketens van Hydroxyethyl Cellulose gevoelig voor degradatie. Er moeten gemodificeerde hydroxyethylcelluloseproducten worden gekozen, waarbij de dosering moet worden verhoogd met 0,1%-0,2%. Voor boorvloeistoffen in zeer zout zeewater of pekel moet de dosering voldoende worden verhoogd om ionische interferentie met waterstofbrugstructuren tegen te gaan. Compatibiliteit met andere boorvloeistoffen moet ook worden overwogen. Bij menging met additieven zoals bentoniet of bariet zijn experimentele aanpassingen van de HEC-verhouding nodig om onvoldoende synergetische effecten of overmatige verknoping te voorkomen. Bovendien hebben de eisen van het boorproces een aanzienlijke invloed op de dosering. Horizontaal boren vereist bijvoorbeeld een hogere viscositeit voor het transport van het boorgruis, waardoor doorgaans 0,1%-0,3% meer HEC nodig is dan bij verticaal boren.

III. Hydroxyethylcellulose lost kernproblemen bij olieboringen op

Olieboringen worden geconfronteerd met verschillende uitdagingen, zoals het instorten van de boorput, vervuiling van het reservoir en onstabiele eigenschappen van de boorvloeistof. Hydroxyethyl Cellulose pakt deze kritieke pijnpunten aan met zijn unieke eigenschappen en zorgt zo voor operationele veiligheid en efficiëntie:

(1) Boorgatinstorting tegengaan en booromstandigheden stabiliseren

In onstabiele formaties zoals losse zandsteen en leisteen verdikt Hydroxyethyl Cellulose boorvloeistoffen tot dichte filterkoeken. Deze dubbele werking verbetert de mechanische stabiliteit van het omringende gesteente en vermindert erosie door vloeistofschuring, terwijl het opzwellen en de verspreiding van kleimineralen wordt onderdrukt om boorgatvergroting of instortingsincidenten te voorkomen. Tijdens het vergroten van het boorgat in het Shengli olieveld hielden de zandhoudende vloeistoffen op basis van HEC op effectieve wijze de bezinking van het boorgruis en de instabiliteit van de boorput onder controle, waardoor de operationele efficiëntie met meer dan 30% toenam.

(2) Behoud van reservoileigenschappen en verbetering van terugwinningssnelheden

Overmatig verlies van boorvloeistof kan ertoe leiden dat de poriën in het reservoir verstopt raken door vaste deeltjes. De filterkoek die door Hydroxyethyl Cellulose wordt gevormd, houdt het vloeistofverlies strikt onder controle, waardoor afname van de permeabiliteit van het reservoir wordt voorkomen. Bovendien vertonen werkvloeistoffen op basis van HEC weinig residu en een uitstekende biocompatibiliteit. Na voltooiing resulteren volledige afbraak en drainage van de gel in minimale schade aan het reservoir. Na het gebruik van werkvloeistoffen op basis van Hydroxyethyl Cellulose in het Liaohé-olieveld daalde de schade aan de kernpermeabiliteit tot onder 10%, waardoor de productiviteit van het reservoir aanzienlijk toenam. In het tertiaire olieherstel dient Hydroxyethyl Cellulose ook als een overstromingsmiddel om de viscositeit van de verdringingsvloeistof te verhogen en de stromingsverhouding te verbeteren, waardoor een extra terugwinningspercentage tot 7,38% wordt bereikt, waarmee traditionele polyacrylamide polymeren worden overtroffen.

(3) Vloeistofstabiliteit optimaliseren voor complexe omstandigheden

Diepboren heeft te maken met omgevingen met extreem hoge temperaturen en hoge druk, waar conventionele additieven gemakkelijk degraderen. Gemodificeerde Hydroxyethyl Cellulose behoudt een stabiele viscositeit boven 120°C en vertoont een uitstekende zouttolerantie, waardoor het zich aanpast aan sterk gemineraliseerde formaties. De pseudoplastische reologische eigenschappen van Hydroxyethyl Cellulose zorgen ervoor dat de viscositeit tijdens de circulatie van de boorvloeistof afneemt. Dit verlaagt de pompdruk tijdens de circulatie terwijl de hoge viscositeit behouden blijft om het boorgruis in rust op te schorten, waardoor operationele efficiëntie en stabiliteit in evenwicht zijn.

(4) Operationele kosten en milieu-impact verminderen

HEC vereist minimaal gebruik en is recyclebaar. In het Liaohe-olieveld is het recyclingpercentage van Hydroxyethyl Cellulose meer dan 80%, waardoor de kosten voor het chemicaliënverbruik aanzienlijk lager zijn. Bovendien is HEC gemakkelijk biologisch afbreekbaar met een afbraaksnelheid tot 92% - veel beter dan traditionele synthetische polymeren - waardoor de verontreinigingsbelasting van het boorgruis effectief wordt verminderd en het voldoet aan het milieubeleid dat groene boorpraktijken voorschrijft.

HEC

IV. Marktvooruitzichten voor hydroxyethylcellulose bij olieboringen

Profiterend van het wereldwijde herstel in de olie- en gasontwikkeling, de versnelde onconventionele olie- en gaswinning en de drijvende krachten van het milieubeleid, vertoont de Hydroxyethyl Cellulose markt voor olieboringen een gestage groei met een breed ontwikkelingspotentieel:

(1) Voortdurende uitbreiding van de markt

Volgens gegevens van Grand View Research bereikte de wereldwijde Hydroxyethyl Cellulose-markt voor olievelden $125,8 miljoen in 2021. Verwacht wordt dat deze van 2022 tot 2030 zal groeien met een CAGR van 4,9% en in 2030 de grens van $192 miljoen zal overschrijden. De regio Azië-Stille Oceaan is de grootste verbruikersmarkt, met China als snelst groeiende natie als gevolg van intensievere inspanningen om schaliegas en krappe olie te ontwikkelen. De markt voor vloeibare hydroxyethylcellulose in China zal naar verwachting groeien met een jaarlijkse CAGR van meer dan 5%.

(2) Convergentie van meerdere drijvende factoren

De vraag naar onconventionele olie- en gasontwikkeling is de belangrijkste drijfveer. De winning van schaliegas en strakke olie vereist hogere prestaties van boorvloeistoffen en breekvloeistoffen, waarbij de voordelen van Hydroxyethyl Cellulose's lage residu en hoge stabiliteit perfect aansluiten bij deze eisen. Milieubeleid versnelt upgrades in de industrie. De Amerikaanse EPA schrijft voor dat boorvloeistoffen op het land in 2025 minimaal 75% biologisch afbreekbaar moeten zijn, terwijl China zich ten doel heeft gesteld om in 2030 50% binnenlandse productie voor biogebaseerde boorvloeistofmaterialen te hebben, waardoor de vervanging van traditionele synthetische additieven door biogebaseerde Hydroxyethyl Cellulose wordt gestimuleerd. Daarnaast groeit de wereldwijde raffinagecapaciteit voor biomassa met een gemiddelde snelheid van 15% per jaar, wat goedkope grondstoffen oplevert voor Hydroxyethyl Cellulose en de wijdverspreide toepassing verder versnelt.

(3) Technologische vooruitgang bepaalt ontwikkelingstraject

Toekomstige hydroxyethylcelluloseproducten zullen evolueren in de richting van multifunctionaliteit en verbeterde weerstand tegen hoge temperaturen en zoutgehalte. De hydroxyethylcellulose gemodificeerd met halofiele bacteriële polysacchariden, ontwikkeld door de Chinese Academie van Wetenschappen, kan 120 uur onafgebroken werken onder ultradiepe omstandigheden bij 210°C. HEC op biologische basis is een hotspot voor onderzoek geworden. Hydroxyethylcellulose uit landbouwafval zoals suikerrietbagasse en stro is de testfase op pilotschaal ingegaan en verlaagt de kosten met 17%-23% in vergelijking met producten op basis van aardolie. Verwacht wordt dat er tegen 2026 een productiecapaciteit van tienduizend ton zal zijn. Tegelijkertijd dringen multifunctionele producten snel door op de markt. HEC-producten die verdikkende en remmende eigenschappen combineren, hebben al een marktaandeel van 12% veroverd, met een aanzienlijk groeipotentieel in de toekomst.

V. Strategieën voor dealers om kansen te grijpen

Met het oog op de groeikansen in de HEC-markt moeten entiteiten in de hele industrieketen de vraag nauwkeurig identificeren, de toewijzing van middelen optimaliseren en gedifferentieerde ontwikkeling nastreven:

(1) Kopers: Focus op prestatiecompatibiliteit en kostenbeheersing

Olieveldondernemingen en boorservicebedrijven moeten aangepaste producten selecteren op basis van de kenmerken van de formatie. Gemodificeerde hydroxyethylcellulose moet prioriteit krijgen voor diepe formaties met een hoge temperatuur en een hoog zoutgehalte, terwijl producten op biologische basis de voorkeur moeten krijgen in gebieden met een kwetsbaar milieu. Laboratoriumtesten moeten de compatibiliteit van producten met werkvloeistoffen verifiëren om operationele risico's door ondermaatse prestaties te voorkomen. Voor kostenbeheersing kunnen langetermijnovereenkomsten met leveranciers de grondstofprijzen vastzetten. Optimaliseer tegelijkertijd de toevoegingsprotocollen door de verhoudingen nauwkeurig te kalibreren om overconsumptie te beperken. Verken daarnaast binnenlandse substitutiemogelijkheden. Vooraanstaande binnenlandse fabrikanten hebben upstream toeleveringsketens voor grondstoffen opgezet en in eigen land geproduceerde hydroxyethylcellulose biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van kosten en prestaties, waardoor de afhankelijkheid van import afneemt (momenteel nog 65%).

(2) Distributeurs: Verdieping van kanaalontwikkeling en diensten met toegevoegde waarde

De inzet van kanalen moet zich concentreren op de belangrijkste productiegebieden en vraagmarkten. Geef in eigen land prioriteit aan schaliegasrijke regio's zoals Sichuan en Xinjiang. Internationaal: focus op snelgroeiende gebieden in Noord-Amerika en Azië-Pacific.

Stabiele partnerschappen aangaan met wereldreuzen als Dow en Ashland,Mikem evenals binnenlandse spelers zoals Shandong Tenessyom productportfolio's te diversifiëren en te voorzien in behoeften op meerdere niveaus. Service-upgrades zijn de sleutel tot differentiatie. Technische ondersteuning bieden, zoals begeleiding ter plaatse voor verhoudingen van additieven en geoptimaliseerde boorvloeistofformules. Tegelijkertijd systemen voor voorraadtoewijzing opzetten om een continue bevoorrading voor booractiviteiten te garanderen. Ontwikkel daarnaast proactief biogebaseerde HEC-productlijnen en werk samen met R&D-firma's om milieuvoordelen te behalen. Ontwikkel multifunctionele hydroxyethylcellulose-oplossingen om de samenwerkingsbarrières te verhogen en tegemoet te komen aan de aangepaste vraag van olieveldservicegiganten.

(3) Hoogste Hydroxyethyl Cellulose Leverancier

Mikemheeft als wereldwijde leverancier van speciale chemicaliën zijn marktaandeel internationaal gestaag vergroot. Melacoll™, een belangrijk merk binnen de cellulose-etherserie en in het bijzonder als leverancier van hydroxyethylcellulose, heeft een aanzienlijk marktaandeel. hydroxyethylcellulosefabriek in de provincie Shandong, China. Na meer dan twintig jaar ontwikkeling zijn de productprestaties aanzienlijk verbeterd en zijn ze uitgebreid van bouwtoepassingen voor eenmalig gebruik naar diverse gebieden, waaronder olieboringen, textiel en huishoudelijke reinigingsmiddelen, waardoor ze erkenning hebben gekregen van klanten.

Conclusie

Hydroxyethylcellulose (HEC), met zijn multifunctionaliteit en milieuvoordelen bij olieboringen, is een belangrijke chemische stof geworden voor de ontwikkeling van onconventionele olie en gas. Gedreven door technologische vooruitgang en beleidsprikkels is de markt klaar voor groei van hoge kwaliteit. Deelnemers uit de industrie moeten hun inkoopstrategieën optimaliseren op basis van prestatiecompatibiliteit, terwijl distributeurs hun kanaalontwikkeling en dienstenaanbod moeten uitbreiden om waarde te creëren. Samen kunnen ze kansen in de sector benutten en de grootschalige, hoogwaardige toepassing van hydroxyethylcellulose bij olieboringen bevorderen.