پلیمر کاتیونی برای امولسیون شکستن اسید: نمک و گرما

یک امولسیون شکست اسیدی (معمولا HCl امولسیون شده در فاز هیدروکربنی خارجی) اغلب برای کند کردن واکنش اسید-سنگ، بهبود توزیع اچ و افزایش طول شکست موثر انتخاب می شود. با این حال، در مخازن با شوری و دمای بالا، دو حالت خرابی به طور معمول بر ارزیابی پس از کار غالب است: تورم خاک رس و ذرات (ریزها) مهاجرت .

این خطرات زمانی افزایش می‌یابد که کل مواد جامد محلول در آب نمک تشکیل (TDS) در داخل تشکیل شود 150000-250000 میلی گرم در لیتر محدوده و دمای استاتیک ته چاله است 140-180 درجه سانتیگراد زیرا امولسیون‌ها و افزودنی‌ها با تنش حرارتی بالاتری مواجه می‌شوند و خاک رس/ریزه‌ها را می‌توان با تغییرات سریع در قدرت یونی و pH در طول تماس اسیدی و نشت‌کردن، بسیج کرد.

مشکلات معمولی که پس از درمان مشاهده می شود

• غربالگری زودهنگام یا افزایش فشار درمان علیرغم نرخ ثابت (نشان دهنده ریز پل زدن یا بسته شدن نزدیک چاه).
• بهره وری کمتر از حد انتظار پس از شکست در رگه های حاوی خاک رس (تورم و پراکندگی باعث کاهش نفوذپذیری موثر می شود).
• کاهش سریع پس از پاکسازی اولیه (ریزه های موبیل شده مجدداً توزیع می شوند و گلوهای منافذ پایین دست را دوباره وصل می کنند).

یک رویکرد کاهش عملی این است که الف پلیمر کاتیونی مهندسی شده برای تحمل نمک و مقاومت در برابر حرارت به ویژه برای جلوگیری از تورم خاک رس و محدود کردن مهاجرت ذرات در طول و بعد از قرار گرفتن در معرض اسید.

▶ چگونه یک پلیمر کاتیونی رس را تثبیت می کند و ریزدانه ها را کنترل می کند

خاک رس (به ویژه لایه های مخلوط اسمکتیت/ایلیت) و بسیاری از ریزه ها بار سطحی منفی دارند. در یک محیط اسیدی، تبادل یونی و انحلال می تواند شیمی سطح را مختل کند و خطر پراکندگی را افزایش دهد. یک پلیمر کاتیونی به درستی انتخاب شده بر روی سطوح دارای بار منفی جذب می شود و با جذب الکترواستاتیکی و اصلاح بار سطحی تثبیت می کند.

مکانیسم های اولیه مربوط به امولسیون شکست اسید

• مهار تورم خاک رس: گروه‌های کاتیونی مکان‌های تبادل را اشغال می‌کنند و جذب/انبساط آب را در طول شوک‌های یونی ناشی از نشت اسید و پس از آن جریان معکوس آب نمک کاهش می‌دهند.
• تثبیت جریمه ها: جذب یک لایه پلیمری نازک را تشکیل می‌دهد که چسبندگی ذرات به دانه را افزایش می‌دهد و احتمال جدا شدن را تحت گرادیان‌های سرعت و فشار بالا کاهش می‌دهد.
• کنترل پراکندگی: کاهش نیروهای دافعه (اغلب به عنوان پتانسیل زتا با قدر کمتر مشاهده می شود) حذف لخته پلاکت های رسی را محدود می کند.

در عمل، بهترین کاندیداها حتی زمانی که در معرض اسید غلیظ (معمولا) قرار می گیرند، جذب و عملکرد را حفظ می کنند 15-28٪ HCl وزن در بسیاری از طرح های تحریک) و آب نمک دو ظرفیتی (Ca ² /Mg ² ) که می تواند شیمی ضعیف تر را غیرفعال کند.

"تحمل نمک و مقاومت در برابر حرارت" در مشخصات باید به چه معنا باشد

برای این کاربرد، «تحمل به نمک و مقاومت در برابر حرارت» نباید به عنوان زبان بازاریابی تلقی شود. باید به معیارهای پذیرش قابل اندازه گیری در شرایط آب نمک و دمایی که با واقعیت ته چاه کار مطابقت دارد، نقشه برداری کند.

اهداف عملکرد عملی برای درخواست از تأمین کنندگان یا تأیید اعتبار داخلی

اگر محصول نتواند به طور همزمان این اهداف را برآورده کند، ممکن است در صفحه نمایش های آزمایشگاهی آب شیرین عمل کند اما در شرایط شوری یا دمای سطح مزرعه شکست بخورد. برای کار امولسیون شکست اسیدی، تقاطع گرمای آب نمک اسیدی فضای صلاحیت حیاتی است.

▶ راهنمای فرمولاسیون: جایی که پلیمر کاتیونی در یک سیستم اسید امولسیون شده قرار می گیرد

در طراحی اسید امولسیون شده، پلیمر معمولاً به عنوان یک افزودنی کنترل خاک رس/ریزه قرار می گیرد که با وجود سورفکتانت ها، بازدارنده های خوردگی، عوامل کنترل آهن و فاز اسیدی داخلی امولسیون باید موثر باقی بماند. هدف حفظ جذب روی سطوح معدنی بدون شکستن امولسیون یا ایجاد مواد جامد است.

پنجره دوز معمولی مورد استفاده برای غربالگری (تنظیم به سیستم شما)

• شروع غربالگری در 0.1-0.5 درصد وزنی پلیمر فعال در فاز اسیدی برای تثبیت خاک رس، سپس بر اساس داده‌های سیل یا تورم بهینه سازی کنید.
• هنگامی که محتوای اسمکتیت، بار ریزدانه یا نشتی زیاد است، دوز را افزایش دهید. هنگامی که حساسیت نفوذپذیری یا خطر احتباس پلیمری بالا باشد، کاهش یابد.

ترتیب اختلاط که خطر ناسازگاری را کاهش می دهد

1. بسته اسیدی (HCl به علاوه بازدارنده خوردگی و تشدید کننده در صورت نیاز) را آماده کنید و شفافیت را بررسی کنید.
2. پلیمر کاتیونی را به آرامی با هم زدن ثابت اضافه کنید تا از چشم ماهی یا تمرکز بیش از حد موضعی جلوگیری شود.
3. بعد از اینکه هیدراتاسیون / پراکندگی پلیمر از نظر بصری یکنواخت شد، کنترل آهن و سایر مواد افزودنی ویژه را اضافه کنید.
4. بسته امولسیفایر را معرفی کنید و امولسیون شکست اسیدی را تحت برش کنترل شده تشکیل دهید. اعتبارسنجی پایداری در دمای سطح مورد انتظار؛

ایست بازرسی کنترل کیفیت: اگر پس از افزودن پلیمر، مه، رشته یا رسوب ظاهر شد، تا زمانی که سازگاری برطرف نشد، امولسیون سازی را ادامه ندهید (ترتیب اختلاط، قدرت یونی یا انتخاب افزودنی را تنظیم کنید).

▶ برنامه ارزیابی آزمایشگاهی با نتایج نمونه ای که می توانید تکرار کنید

یک برنامه آزمایشگاهی قوی باید ثابت کند که پلیمر از تورم و مهاجرت تحت شرایط آب نمک، اسید و دمای معرف درمان جلوگیری می کند. در زیر مجموعه ای عملی از آزمون ها و نمونه ای از الگوی نتیجه (نشان دهنده عملکرد کیفیت پذیرش) آمده است.

نمونه ماتریس غربالگری (تصویری)

تفسیر: پلیمر زمانی قابل قبول است که به طور همزمان تورم / پراکندگی را کاهش دهد و نفوذپذیری را بدون بی ثبات کردن امولسیون شکست اسید در دما حفظ کند.

▶ اجرا در میدان: استراتژی های قرار دادن که کنترل خاک رس را حفظ می کند

حتی یک کاندید آزمایشگاهی قوی نیز در صورت قرار دادن نادرست می تواند عملکرد ضعیفی داشته باشد. پلیمر باید در طول دوره ای که گذرای یونی و pH شدیدتر است (نشت اسید و جریان برگشت اولیه) با سطوح حاوی خاک رس تماس پیدا کند. در کارهای اسید امولسیون شده، قرارگیری نیز تحت تأثیر رفتار نشتی امولسیون و استراتژی انحراف است.

شیوه های عملیاتی که معمولاً نتایج را بهبود می بخشد

• پلیمر را به طور مداوم در همان فاز (معمولاً فاز اسیدی داخلی) نگه دارید تا از نوسانات غلظتی که می تواند پیش بینی جذب را کاهش دهد، اجتناب کنید.
• از رقیق شدن برنامه ریزی نشده با آب کم شور در محل خودداری کنید. تغییرات یونی ناگهانی می تواند خطر پراکندگی خاک رس را در طول انتقال افزایش دهد.
• بررسی غلظت مواد افزودنی از طریق کالیبراسیون قبل از کار. دوز پایین یکی از دلایل مکرر "موفقیت آزمایشگاهی، شکست در میدان" است.
• اگر از پری فلاش استفاده می شود، مطمئن شوید که لایه کاتیونی را از بین نمی برد (برخی اسپیسرهای آنیونی قوی می توانند احتباس را کاهش دهند).

هنگامی که هدف کنترل خاک رس و ریزدانه ها در مخازن داغ و شور باشد، معیار موفقیت اولیه باید باشد حفظ نفوذپذیری در طول جریان برگشتی به جای رفتار فشاری درمان کوتاه مدت.

▶ عیب یابی: تشخیص سریع زمانی که عملکرد از مشخصات آن خارج است

جدول زیر یک نقشه تشخیصی عملی برای مشکلات رایجی که هنگام ادغام یک پلیمر کاتیونی در یک امولسیون شکست اسیدی تحت شوری و دمای شدید با آن مواجه می‌شوند، ارائه می‌کند.

قاعده کلی: اگر امولسیون پایدار است اما نفوذپذیری همچنان فرو می ریزد، کارایی جذب (تورم/فشار هسته) را بر معیارهای امولسیون اولویت دهید و شیمی پلیمر یا دوز را برای کانی شناسی خاک رس بهینه کنید.

▶ چک لیست پیاده سازی برای تدارکات و آمادگی شغلی

از این چک لیست برای اطمینان از پشتیبانی واقعی پلیمر کاتیونی انتخاب شده استفاده کنید امولسیون شکست اسیدی عملکرد در مخازن مورد نیاز تحمل نمک و مقاومت در برابر حرارت .

• عدم بارندگی در آب نمک نماینده (شامل CaCl) را تأیید کنید ₂ /MgCl ₂ سطوح) در دماهای سطحی و بالا.
• پایداری را در ترکیب اسیدی دقیق و تخته سنگ افزودنی (بازدارنده، کنترل آهن، حلال متقابل و غیره) تایید کنید.
• حداقل یک آزمایش حفظ نفوذپذیری (فلود هسته یا معادل آن) را تحت دما با حساسیت نرخ جریان برگشتی اجرا کنید.
• ثبات امولسیون را با پلیمر شامل (پیری داغ، مشاهده جداسازی و عملکرد پس از پیری) تأیید کنید.
• یک روش QC میدانی (تأیید تمرکز، معیارهای ظاهری، و محدودیت‌های زمان نگهداری) را تعریف کنید.

هنگامی که این کنترل ها در محل قرار می گیرند، مقاوم در برابر نمک، مقاوم در برابر حرارت است پلیمر کاتیونی می تواند تورم و مهاجرت ریز را کاهش دهد و به درمان کمک کند تا صورت شکستگی تمیزتر و رسانایی بادوام بعد از کار را ارائه دهد.