Celuloza polianionică (PAC) este utilizată în principal ca reducător de pierderi de fluid, amplificator de vâscozitate și regulator reologic în fluidul de foraj.Această lucrare descrie pe scurt principalii indici fizici și chimici ai PAC, cum ar fi vâscozitatea, reologia, uniformitatea substituției, puritatea și raportul de vâscozitate a sării, combinați cu indicii de aplicare în fluidul de foraj.
Structura moleculară unică a PAC îl face să prezinte performanțe excelente de aplicare în apă dulce, apă sărată, apă de mare și apă sărată saturată.Când este utilizat ca reductor de filtrat în fluidul de foraj, PAC are o capacitate eficientă de control al pierderii de apă, iar turta de noroi format este subțire și dur.Ca vâscozifiant, poate îmbunătăți rapid vâscozitatea aparentă, vâscozitatea plastică și forța dinamică de forfecare a fluidului de foraj și poate îmbunătăți și controla reologia noroiului.Aceste proprietăți de aplicare sunt strâns legate de indicii fizici și chimici ai produselor lor.
1. Vâscozitatea PAC și aplicarea acesteia în fluidul de foraj
Vâscozitatea PAC este caracteristica soluției coloidale formate după dizolvarea în apă.Comportamentul reologic al soluției de PAC are o influență importantă asupra aplicării acesteia.Vâscozitatea PAC este legată de gradul de polimerizare, concentrația soluției și temperatură.În general, cu cât este mai mare gradul de polimerizare, cu atât este mai mare vâscozitatea;Vâscozitatea a crescut odată cu creșterea concentrației de PAC;Vâscozitatea soluției scade odată cu creșterea temperaturii.Viscozimetrul NDJ-79 sau Brookfield este de obicei folosit pentru a testa vâscozitatea indicilor fizici și chimici ai produselor PAC.Vâscozitatea produselor PAC este controlată în funcție de cerințele aplicației.Când PAC este utilizat ca agent de aderență sau regulator reologic, este de obicei necesar PAC cu vâscozitate ridicată (modelul de produs este de obicei pac-hv, pac-r etc.).Când PAC este utilizat în principal ca reductor de pierdere de fluid și nu crește vâscozitatea fluidului de foraj sau nu modifică reologia fluidului de foraj în uz, sunt necesare produse PAC cu vâscozitate scăzută (modelele de produse sunt de obicei pac-lv și pac-l).
În aplicarea practică, reologia fluidului de foraj este legată de: (1) capacitatea fluidului de foraj de a transporta deșeuri de foraj și de a curăța sonda;(2) Forța de levitare;(3) Efect de stabilizare asupra peretelui puțului;(4) Proiectarea de optimizare a parametrilor de foraj.Reologia fluidului de foraj este de obicei testată cu un viscozimetru rotativ cu 6 trepte: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm și 6 rpm.Citirile de 3 RPM sunt utilizate pentru a calcula vâscozitatea aparentă, vâscozitatea plastică, forța dinamică de forfecare și forța de forfecare statică, care reflectă reologia PAC în fluidul de foraj.În același caz, cu cât vâscozitatea PAC este mai mare, cu atât vâscozitatea aparentă și vâscozitatea plastică sunt mai mari și cu atât forța de forfecare dinamică și forța de forfecare statică sunt mai mari.
În plus, există multe tipuri de fluide de foraj pe bază de apă (cum ar fi fluidul de foraj cu apă dulce, fluidul de foraj pentru tratament chimic, fluidul de foraj pentru tratarea calciului, fluidul de foraj salin, fluidul de foraj cu apă de mare etc.), astfel încât reologia PAC în diferite sistemele de fluid de foraj este diferit.Pentru sistemele speciale de fluide de foraj, poate exista o mare abatere în evaluarea impactului asupra fluidității fluidului de foraj numai de la indicele de vâscozitate al PAC.De exemplu, în sistemul de fluid de foraj cu apă de mare, datorită conținutului ridicat de sare, deși produsul are vâscozitate ridicată, gradul scăzut de înlocuire a produsului va duce la rezistența scăzută la sare a produsului, ceea ce duce la un efect slab de creștere a vâscozității. a produsului în procesul de utilizare, rezultând vâscozitatea aparentă scăzută, vâscozitatea plastică scăzută și forța dinamică scăzută de forfecare a fluidului de foraj, ceea ce duce la capacitatea slabă a fluidului de foraj de a transporta tăieturi de foraj, ceea ce poate duce la lipire serioasă. cazuri.
2. Gradul de substituție și uniformitatea PAC și performanța de aplicare a acestuia în fluidul de foraj
Gradul de substituție al produselor PAC este de obicei mai mare sau egal cu 0,9.Cu toate acestea, din cauza nevoilor diferite ale diferiților producători, gradul de înlocuire a produselor PAC este diferit.În ultimii ani, companiile de servicii petroliere au îmbunătățit continuu cerințele de performanță a aplicațiilor pentru produsele PAC, iar cererea pentru produse PAC cu grad ridicat de înlocuire este în creștere.
Gradul de substituție și uniformitatea PAC sunt strâns legate de raportul de vâscozitate a sării, rezistența la sare și pierderea de filtrare a produsului.În general, cu cât gradul de substituție al PAC este mai mare, cu atât uniformitatea substituției este mai bună și raportul de vâscozitate a sării, rezistența la sare și filtrarea produsului sunt mai bune.
Când PAC este dizolvat în soluție de sare anorganică cu electrolit puternic, vâscozitatea soluției va scădea, rezultând așa-numitul efect de sare.Ionii pozitivi ionizați de sare și - coh2coo - Acțiunea grupării anionice H2O reduce (sau chiar elimină) homoelectricitatea pe lanțul lateral al moleculei PAC.Din cauza forței de repulsie electrostatice insuficiente, lanțul molecular PAC se ondula și se deformează, iar unele legături de hidrogen dintre lanțurile moleculare se rup, ceea ce distruge structura spațială inițială și reduce în mod specific vâscozitatea apei.
Rezistența la sare a PAC este de obicei măsurată prin raportul de vâscozitate a sării (SVR).Când valoarea SVR este mare, PAC arată o stabilitate bună.În general, cu cât gradul de substituție este mai mare și cu cât uniformitatea substituției este mai bună, cu atât valoarea SVR este mai mare.
Când PAC este utilizat ca reductor de filtrat, acesta se poate ioniza în anioni multivalenți cu lanț lung în fluidul de foraj.Grupările de oxigen hidroxil și eter din lanțul său molecular formează legături de hidrogen cu oxigenul pe suprafața particulelor de vâscozitate sau formează legături de coordonare cu Al3+ pe marginea de rupere a legăturii particulelor de argilă, astfel încât PAC poate fi adsorbit pe argilă;Hidratarea mai multor grupări carboxilat de sodiu îngroașă filmul de hidratare de pe suprafața particulelor de argilă, previne agregarea particulelor de argilă în particule mari din cauza coliziunii (protecție cu lipici), iar mai multe particule fine de argilă vor fi adsorbite pe un lanț molecular de PAC la în același timp, pentru a forma o structură de rețea mixtă care acoperă întregul sistem, astfel încât să îmbunătățească stabilitatea agregarii particulelor de vâscozitate, să protejeze conținutul de particule din fluidul de foraj și să formeze turtă densă de noroi, să reducă filtrarea.Cu cât este mai mare gradul de înlocuire a produselor PAC, cu atât este mai mare conținutul de carboxilat de sodiu, cu atât este mai bună uniformitatea substituției și cu atât filmul de hidratare este mai uniform, ceea ce face cu atât mai puternic efectul de protecție a gelului al PAC în fluidul de foraj, deci cu atât mai mult. evident efectul reducerii pierderilor de lichide.
3. Puritatea PAC și aplicarea acestuia în fluidul de foraj
Dacă sistemul de fluid de foraj este diferit, doza de agent de tratare a fluidului de foraj și agent de tratare sunt diferite, astfel încât doza de PAC în diferite sisteme de fluid de foraj poate fi diferită.Dacă este specificată doza de PAC în fluidul de foraj, iar fluidul de foraj are o reologie bună și o reducere a filtrației, aceasta poate fi realizată prin ajustarea purității.
În aceleași condiții, cu cât puritatea PAC este mai mare, cu atât performanța produsului este mai bună.Cu toate acestea, puritatea PAC cu o performanță bună a produsului nu este neapărat ridicată.Echilibrul dintre performanța și puritatea produsului trebuie determinat în funcție de situația reală.
4. Performanța aplicării PAC antibacteriene și protecție a mediului în fluidul de foraj
În anumite condiții, unele microorganisme vor determina degradarea PAC, în special sub acțiunea celulazei și a vârfului amilazei, rezultând ruperea lanțului principal al PAC și formarea zahărului reducător, scade gradul de polimerizare, iar vâscozitatea soluției scade. .Capacitatea antienzimatică a PAC depinde în principal de uniformitatea substituției moleculare și de gradul de substituție.PAC cu uniformitate bună de substituție și grad ridicat de substituție are o performanță mai bună împotriva enzimelor.Acest lucru se datorează faptului că lanțul lateral legat de reziduurile de glucoză poate preveni descompunerea enzimatică.
Gradul de înlocuire a PAC este relativ ridicat, astfel încât produsul are performanțe antibacteriene bune și nu va produce miros putred din cauza fermentației în timpul utilizării efective, deci nu este nevoie să adăugați conservanți speciali, ceea ce este favorabil construcției la fața locului.
Deoarece PAC este netoxic și inofensiv, nu poluează mediul.În plus, poate fi descompus în condiții microbiene specifice.Prin urmare, este relativ ușor să tratați PAC în fluidul de foraj rezidual și este inofensiv pentru mediu după tratament.Prin urmare, PAC este un excelent aditiv pentru fluidul de foraj pentru protecția mediului.
Ora postării: 18-mai-2021