page_head_bg

Застосування поліаніонної целюлози (ПАЦ) у буровому розчині на водній основі

Застосування поліаніонної целюлози (ПАЦ) у буровому розчині на водній основі

Поліаніонна целюлоза (PAC) в основному використовується як засіб для зменшення втрат рідини, підсилювач в'язкості та реологічний регулятор у буровому розчині. У цьому документі коротко описано основні фізичні та хімічні показники PAC, такі як в’язкість, реологія, однорідність заміщення, чистота та коефіцієнт в’язкості солі, у поєднанні з показниками застосування в буровому розчині.
Завдяки унікальній молекулярній структурі PAC він показує чудову ефективність застосування в прісній воді, солоній воді, морській воді та насиченій солоній воді. При використанні в якості відновлювача фільтрату в буровому розчині PAC має ефективну здатність контролювати втрату води, а утворена глиняна корка є тонкою та міцною. Як загущувач, він може швидко покращити уявну в’язкість, пластичну в’язкість і динамічну силу зсуву бурового розчину, а також покращити та контролювати реологію розчину. Ці властивості застосування тісно пов’язані з фізико-хімічними показниками їхніх продуктів.

1. В'язкість ПАУ та її застосування в буровому розчині

В'язкість PAC є характеристикою колоїдного розчину, який утворюється після розчинення у воді. Реологічна поведінка розчину PAC має важливий вплив на його застосування. В'язкість PAC пов'язана зі ступенем полімеризації, концентрацією розчину та температурою. Взагалі кажучи, чим вище ступінь полімеризації, тим вище в'язкість; В'язкість зростала зі збільшенням концентрації ПАУ; З підвищенням температури в'язкість розчину зменшується. NDJ-79 або віскозиметр Брукфілда зазвичай використовується для перевірки в'язкості за фізичними та хімічними індексами продуктів PAC. В'язкість продуктів PAC контролюється відповідно до вимог застосування. Коли PAC використовується як засіб для підвищення клейкості або реологічний регулятор, зазвичай потрібен високов’язкий PAC (модель продукту зазвичай pac-hv, pac-r тощо). Коли PAC в основному використовується як засіб для зменшення втрат рідини та не збільшує в’язкість бурового розчину або не змінює реологію бурового розчину під час використання, потрібні продукти PAC з низькою в’язкістю (моделі продукту зазвичай pac-lv і pac-l).
У практичному застосуванні реологія бурового розчину пов’язана з: (1) здатністю бурового розчину переносити буровий шлам і очищати стовбур свердловини; (2) сила левітації; (3) Стабілізуючий вплив на стінку шахти; (4) Оптимізація проекту параметрів буріння. Реологія бурового розчину зазвичай перевіряється 6-швидкісним ротаційним віскозиметром: 600 об/хв, 300 об/хв, 200 об/хв, 100 об/хв і 6 об/хв. 3 показання обертів за хвилину використовуються для розрахунку уявної в’язкості, пластичної в’язкості, динамічної сили зсуву та статичної сили зсуву, які відображають реологію PAC у буровому розчині. У тому ж випадку, чим вища в'язкість PAC, тим вище уявна в'язкість і пластична в'язкість, і тим більше динамічна зсувна сила і статична зсувна сила.
Крім того, існує багато видів бурових розчинів на водній основі (таких як буровий розчин із прісною водою, буровий розчин для хімічної обробки, буровий розчин для обробки кальцієм, сольовий буровий розчин, буровий розчин з морською водою тощо), тому реологія PAC у різних Системи бурового розчину відрізняються. Для спеціальних систем бурового розчину може бути велике відхилення в оцінці впливу на плинність бурового розчину лише від індексу в'язкості PAC. Наприклад, у системі бурового розчину з морською водою через високий вміст солі, хоча продукт має високу в’язкість, низький ступінь заміщення продукту призведе до низької солестійкості продукту, що призводить до поганого ефекту підвищення в’язкості. продукту в процесі використання, що призводить до низької видимої в’язкості, низької пластичної в’язкості та низької динамічної сили зсуву бурового розчину, що призводить до поганої здатності бурового розчину переносити буровий шлам, що може призвести до залипання в серйозних випадків.

2. Ступінь заміщення та рівномірність ПАУ та ефективність його застосування в буровому розчині

Ступінь заміщення продуктів PAC зазвичай більше або дорівнює 0,9. Однак через різні потреби різних виробників ступінь заміщення продуктів PAC різний. В останні роки нафтосервісні компанії постійно вдосконалювали вимоги до продуктивності застосування продуктів PAC, і попит на продукти PAC з високим ступенем заміни зростає.
Ступінь заміщення та однорідність PAC тісно пов’язані з коефіцієнтом в’язкості солі, стійкістю до солі та втратою продукту під час фільтрації. Як правило, чим вищий ступінь заміщення PAC, тим краща рівномірність заміщення та кращий коефіцієнт в’язкості солі, стійкість до солі та фільтрація продукту.
Коли PAC розчиняється в сильному розчині неорганічної солі електроліту, в’язкість розчину зменшується, що призводить до так званого ефекту солі. Позитивні іони, іонізовані сіллю та - coh2coo - Дія аніонної групи H2O зменшує (або навіть усуває) гомоелектрику на бічному ланцюзі молекули PAC. Через недостатню силу електростатичного відштовхування молекулярний ланцюг PAC скручується і деформується, а деякі водневі зв’язки між молекулярними ланцюгами розриваються, що руйнує вихідну просторову структуру і, зокрема, знижує в’язкість води.
Солестійкість PAC зазвичай вимірюється коефіцієнтом в'язкості солі (SVR). Коли значення SVR високе, PAC показує хорошу стабільність. Як правило, чим вищий ступінь заміщення та краща рівномірність заміщення, тим вище значення SVR.
Коли PAC використовується як відновлювач фільтрату, він може іонізуватися в довголанцюгові багатовалентні аніони в буровому розчині. Гідроксильні та ефірні групи кисню в його молекулярному ланцюзі утворюють водневі зв’язки з киснем на поверхні частинок в’язкості або формують координаційні зв’язки з Al3+ на краю розриву зв’язку частинок глини, так що PAC може адсорбуватися на глині; Гідратація кількох груп карбоксилату натрію потовщує гідратаційну плівку на поверхні частинок глини, запобігає агрегації частинок глини у великі частинки внаслідок зіткнення (захист від клею), і численні дрібні частинки глини будуть адсорбовані на молекулярному ланцюзі PAC при в той же час для формування змішаної мережевої структури, що охоплює всю систему, щоб покращити стабільність агрегації частинок в'язкості, захистити вміст частинок у буровому розчині та утворити щільний шламовий пиріг, зменшити фільтрацію. Чим вищий ступінь заміщення продуктів PAC, тим вищий вміст карбоксилату натрію, тим краща рівномірність заміщення та більш рівномірна гідратаційна плівка, що робить сильнішим ефект захисту гелю PAC у буровому розчині, тому більше очевидний ефект зменшення втрати рідини.

3. Чистота ПАУ та його застосування в буровому розчині

Якщо система бурового розчину відрізняється, дозування агента для обробки бурового розчину та агента для обробки відрізняються, тому дозування PAC у різних системах бурового розчину може відрізнятися. Якщо дозування PAC у буровому розчині вказано, і буровий розчин має гарну реологію та зниження фільтрації, цього можна досягти шляхом регулювання чистоти.
За тих самих умов, чим вища чистота PAC, тим краща продуктивність продукту. Однак чистота PAC з хорошими характеристиками продукту не обов'язково є високою. Баланс між ефективністю продукту та чистотою необхідно визначати відповідно до фактичної ситуації.

4. Ефективність застосування PAC антибактеріального та екологічного захисту в буровому розчині

За певних умов деякі мікроорганізми викликають розпад PAC, особливо під дією целюлази та пікової амілази, що призводить до розриву головного ланцюга PAC та утворення відновлюючого цукру, ступінь полімеризації зменшується, а в’язкість розчину зменшується. . Антиферментна здатність PAC в основному залежить від однорідності молекулярного заміщення та ступеня заміщення. PAC з хорошою рівномірністю заміщення та високим ступенем заміщення має кращу антиферментну ефективність. Це пояснюється тим, що бічний ланцюг, пов’язаний із залишками глюкози, може перешкоджати розкладанню ферменту.
Ступінь заміщення PAC є відносно високим, тому продукт має хороші антибактеріальні властивості та не вироблятиме гнильного запаху через бродіння під час фактичного використання, тому немає необхідності додавати спеціальні консерванти, що сприяє будівництву на місці.
Оскільки PAC нетоксичний і нешкідливий, він не забруднює навколишнє середовище. Крім того, він може розкладатися в певних мікробних умовах. Таким чином, відносно легко обробити PAC у відпрацьованому буровому розчині, і він нешкідливий для навколишнього середовища після обробки. Таким чином, PAC є чудовою добавкою до бурового розчину для захисту навколишнього середовища.


Час публікації: 18 травня 2021 р