Cationic fracturing fluid drag reducer

Ang mga naaangkop na kondisyon ng drag reducer cationic ay kailangang komprehensibong hinuhusgahan kasama ng mga katangian ng reservoir, fracturing fluid system, mga diskarte sa pagtatayo, at mga kinakailangan sa kapaligiran. Ang pangunahing bagay ay ang umangkop sa mga kumplikadong sitwasyon sa pamamagitan ng paggamit ng "special na paggana ng mga cationic groups" at ang "stability ng drag reducing efficiency". 

Ang mga partikular na naaangkop na kondisyon ay ang mga sumusunod: 

1. Reservoir Geological Kondisyon 

1). Mga Reservoir na Mayaman sa Clay Minerals

Naaangkop ito sa mga sandstone reservoirs na may clay content> 5%, lalo na kapag ang reservoir ay naglalaman ng malalawak na clay (montmorillonite, illite - smectite mixed-layer) o madaling lumilipat ng mga pinong particle (kaolinite, chlorite). 

Dahilan: Maaaring pigilan ng mga grupong cationic ang clay swelling sa pamamagitan ng electrostatic adsorption at anchor dispersed particle, binabawasan ang "water-sensitivity damage" ng fracturing fluid sa reservoir, na bumubuo ng synergistic na proteksyon kasama ang drag reducer function. 

2). High-Salinity Formation

Naaangkop ito sa mga reservoir na may kabuuang formation water salinity> 10⁴ mg/L (lalo na sa mga naglalaman ng divalent ions gaya ng Ca²⁺ at Mg²⁺), gaya ng inter salt oil at gas reservoirs at coastal - facies sandstone. 

Dahilan: Ang mga positibong-charge na grupo ng cationic drag reducer molecular chain ay hindi gaanong apektado ng salt-ion shielding, at maaaring mapanatili ang isang pinahabang estado sa isang high-salt na kapaligiran, na pinapanatili ang kahusayan sa pagbawas ng drag (superior sa "coiling at failure" problema ng anionic drag reducer sa mataas na mga kondisyon ng asin). 

3). Low-Permeability Reservoirs 

Naaangkop ito sa mga masikip na reservoir na may matrix permeability < 10 mD, tulad ng shale gas at masikip na mga reservoir ng langis. 

Dahilan: Ang mga reservoir na mababa ang permeability ay mas sensitibo sa pag-plug ng butas. Ang dual function ng "anti -swelling + drag reducing" ng cationic drag reducer ay maaaring mabawasan ang permeability damage na dulot ng invasion ng fracturing fluid filtrate at protektahan ang conductivity ng reservoir. 

2. Mga Katangian ng Fracture Fluid System 

1). Water based na Facturing Fluid System 

Naaangkop lang ito sa water based drag reducer para sa mga fracturing fluid (kabilang ang mga linear gel, cross-linked gel, slickwater, atbp.), at hindi naaangkop sa oil-based o alcohol-based na fracturing fluid. 

Dahilan: Ang mga polymer chain ng cationic drag reducer ay kailangang matunaw at i-extend sa isang may tubig na solusyon upang maisagawa ang drag reducing effect. Ang kapaligiran ng oil-phase ay magiging sanhi ng pag-coil o pag-precipitate ng mga molecular chain. 

2). Mga Complex System na may Maramihang Additives

Naaangkop ito sa drag reducer para sa mga fracturing fluid system na pinagsama-sama ng mga cross-linker (gaya ng borax, organic zirconium), gel-breaker (tulad ng persulfates, enzymes), bactericides, at iba pang additives. 

Dahilan: Ang cationic drag reducer ay kailangang tugma sa iba pang mga additives (tulad ng hindi nakakasagabal sa gel cross-linking at hindi maagang nasira ng gel - breaker). Pagkatapos ng disenyo ng molekular, maaari itong umangkop sa mga kumplikadong formulasyon at mapanatili ang katatagan sa buong proseso. 3. Mga Kinakailangan sa Teknik ng Konstruksyon 

1). Long-horizontal-section o Deep-well Fracturing

Naaangkop ito sa mga pahalang na balon na may pahalang na seksyon na haba > 1000 m o deep-well fracturing na may vertical depth > 3000 m. 

Dahilan: Mataas ang frictional resistance sa mahabang horizontal section/deep well (ang frictional resistance loss ay maaaring umabot sa 30%-50% ng kabuuang pump pressure). Ang pagbabawas ng cationic drag ay maaaring mabawasan ang magulong frictional resistance ng 40%-70%, na binabawasan ang pagkawala ng presyon ng bomba at tinitiyak na ang fracturing fluid ay pumapasok sa bawat kumpol ng mga bali nang pantay-pantay ayon sa idinisenyong displacement. 

2). High-displacement Construction Scenario 

Naaangkop ito sa malakihang fracturing (tulad ng volumetric fracturing) na may construction displacement > 10 m³/min. 

Dahilan: Sa mataas na mga displacement, ang tindi ng turbulence ng fluid ay mas mataas, at ang pangangailangan para sa pagbawas ng drag ay mas apurahan. Ang mga long-chain na molekula ng cationic drag reducer ay maaaring mas epektibong sugpuin ang mga vortice at mapanatili ang mababang-frictional-resistant na estado. 

4. Mga Kinakailangang Pangkapaligiran at Katatagan 

1). Katamtaman hanggang Mataas na Temperatura Reservoirs (Nangangailangan ng Temperatura - Lumalaban sa Pagbabago) Ang mga tradisyonal na produkto ay naaangkop sa mga reservoir na ≤ 120 ℃. Pagkatapos ng pagbabago sa lumalaban sa temperatura (tulad ng pagpapakilala ng mga aromatic ring at heterocyclic na grupo), maaari silang magamit sa mga reservoir na may mataas na temperatura na 120-180 ℃. 

Dahilan: Ang mataas na temperatura ay maaaring magdulot ng thermo-oxidative na pagkasira ng mga polymer chain. Ang disenyo ng molekular ay kinakailangan upang mapabuti ang paglaban sa init at maiwasan ang pagbaba ng drag reducer para sa fracturing fluid efficiency dahil sa pagkasira ng molecular chain. 

2. Mababang pH o Neutral Fracture Fluid Environment 

Naaangkop na gumamit ng drag reducer para sa mga fracturing fluid system na may pH na 5 -9. Ang isang malakas na acidic (pH <3) o malakas na alkaline (pH > 11) na kapaligiran ay maaaring maging sanhi ng pagkabigo ng mga cationic group (tulad ng hindi balanseng protonation ng mga amine). 

Buod 

Ang pangunahing naaangkop na lohika ng cationic drag reducer para sa fracturing fluid drag reducer ay: sa batayan ng "the need for drag reduction", superimposed with scenario where "the reservoir needs anti-swelling/salt-resistance". Ang pinakamainam na senaryo ng aplikasyon nito ay: isang mataas na kaasinan at mababang permeability na reservoir na naglalaman ng malalawak na clay, gamit ang drag reducer para sa fracturing fluid para sa mahabang - pahalang - seksyon at mataas na displacement fracturing construction, at ang reservoir na temperatura ay nasa loob ng temperatura - lumalaban sa saklaw nito.