La cel·lulosa polianiònica (PAC) s'utilitza principalment com a reductor de pèrdues de fluids, potenciador de la viscositat i regulador reològic en el fluid de perforació.Aquest article descriu breument els principals índexs físics i químics del PAC, com ara la viscositat, la reologia, la uniformitat de substitució, la puresa i la relació de viscositat de la sal, combinats amb els índexs d'aplicació en fluids de perforació.
L'estructura molecular única del PAC fa que mostri un excel·lent rendiment d'aplicació en aigua dolça, aigua salada, aigua de mar i aigua salada saturada.Quan s'utilitza com a reductor de filtrat en el fluid de perforació, PAC té una capacitat eficient de control de pèrdues d'aigua i el pastís de fang format és prim i resistent.Com a viscosificador, pot millorar ràpidament la viscositat aparent, la viscositat plàstica i la força de tall dinàmica del fluid de perforació, i millorar i controlar la reologia del fang.Aquestes propietats d'aplicació estan estretament relacionades amb els índexs físics i químics dels seus productes.
1. Viscositat PAC i la seva aplicació en el fluid de perforació
La viscositat PAC és la característica de la solució col·loïdal formada després de la dissolució en aigua.El comportament reològic de la solució de PAC té una influència important en la seva aplicació.La viscositat del PAC està relacionada amb el grau de polimerització, la concentració de la solució i la temperatura.En termes generals, com més gran sigui el grau de polimerització, més gran serà la viscositat;La viscositat va augmentar amb l'augment de la concentració de PAC;La viscositat de la solució disminueix amb l'augment de la temperatura.El viscosímetre NDJ-79 o Brookfield s'utilitza normalment per provar la viscositat en els índexs físics i químics dels productes PAC.La viscositat dels productes PAC es controla segons els requisits de l'aplicació.Quan s'utilitza PAC com a adherent o regulador reològic, normalment es requereix PAC d'alta viscositat (el model de producte sol ser pac-hv, pac-r, etc.).Quan PAC s'utilitza principalment com a reductor de pèrdues de fluid i no augmenta la viscositat del fluid de perforació ni canvia la reologia del fluid de perforació en ús, es requereixen productes PAC de baixa viscositat (els models de producte solen ser pac-lv i pac-l).
En aplicació pràctica, la reologia del fluid de perforació està relacionada amb: (1) la capacitat del fluid de perforació de transportar retalls de perforació i netejar el forat;(2) Força de levitació;(3) Efecte estabilitzador a la paret de l'eix;(4) Disseny d'optimització dels paràmetres de perforació.La reologia del fluid de perforació sol ser provada per un viscosímetre rotatiu de 6 velocitats: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm i 6 rpm.Les lectures de 3 RPM s'utilitzen per calcular la viscositat aparent, la viscositat plàstica, la força de tall dinàmica i la força de tall estàtica, que reflecteixen la reologia del PAC en el fluid de perforació.En el mateix cas, com més gran sigui la viscositat del PAC, més gran serà la viscositat aparent i la viscositat plàstica, i més gran serà la força de tall dinàmica i la força de tall estàtica.
A més, hi ha molts tipus de fluids de perforació a base d'aigua (com ara fluid de perforació d'aigua dolça, fluid de perforació de tractament químic, fluid de perforació de tractament de calci, fluid de perforació salí, fluid de perforació d'aigua de mar, etc.), de manera que la reologia de PAC en diferents Els sistemes de fluids de perforació són diferents.Per als sistemes especials de fluids de perforació, pot haver-hi una gran desviació en l'avaluació de l'impacte sobre la fluïdesa del fluid de perforació només a partir de l'índex de viscositat de PAC.Per exemple, en el sistema de fluids de perforació d'aigua de mar, a causa de l'alt contingut de sal, tot i que el producte té una alta viscositat, el baix grau de substitució del producte comportarà una baixa resistència a la sal del producte, donant lloc a un efecte d'augment de la viscositat deficient. del producte en el procés d'ús, el que resulta en la baixa viscositat aparent, la baixa viscositat plàstica i la baixa força de tall dinàmica del fluid de perforació, donant lloc a la poca capacitat del fluid de perforació per transportar retalls de perforació, que pot provocar que s'enganxi greument. casos.
2.Grau de substitució i uniformitat de PAC i el seu rendiment d'aplicació en fluid de perforació
El grau de substitució dels productes PAC sol ser superior o igual a 0,9.Tanmateix, a causa de les diferents necessitats dels diferents fabricants, el grau de substitució dels productes PAC és diferent.En els darrers anys, les empreses de serveis petroliers han millorat contínuament els requisits de rendiment de les aplicacions dels productes PAC i la demanda de productes PAC amb un alt grau de substitució està augmentant.
El grau de substitució i la uniformitat del PAC estan estretament relacionats amb la relació de viscositat de la sal, la resistència a la sal i la pèrdua de filtració del producte.En general, com més alt sigui el grau de substitució de PAC, millor serà la uniformitat de substitució i millor serà la relació de viscositat de la sal, la resistència a la sal i la filtració del producte.
Quan el PAC es dissol en una solució de sal inorgànica d'electròlits forts, la viscositat de la solució disminuirà, donant lloc a l'anomenat efecte de la sal.Els ions positius ionitzats per la sal i - coh2coo - L'acció del grup anió H2O redueix (o fins i tot elimina) l'homoelectricitat a la cadena lateral de la molècula PAC.A causa de la força de repulsió electrostàtica insuficient, la cadena molecular PAC s'enrotlla i es deforma, i alguns enllaços d'hidrogen entre cadenes moleculars es trenquen, la qual cosa destrueix l'estructura espacial original i redueix específicament la viscositat de l'aigua.
La resistència a la sal del PAC es mesura normalment mitjançant la relació de viscositat de la sal (SVR).Quan el valor SVR és alt, PAC mostra una bona estabilitat.En general, com més gran sigui el grau de substitució i millor sigui la uniformitat de la substitució, més gran serà el valor de SVR.
Quan s'utilitza PAC com a reductor de filtrat, es pot ionitzar en anions multivalents de cadena llarga en el fluid de perforació.Els grups d'oxigen hidroxil i èter de la seva cadena molecular formen enllaços d'hidrogen amb l'oxigen a la superfície de les partícules de viscositat o formen enllaços de coordinació amb Al3 + a la vora de trencament d'enllaç de les partícules d'argila, de manera que el PAC es pot adsorbir sobre l'argila;La hidratació de múltiples grups de carboxilat de sodi engrossi la pel·lícula d'hidratació a la superfície de les partícules d'argila, impedeix l'agregació de partícules d'argila en partícules grans a causa de la col·lisió (protecció de cola), i múltiples partícules d'argila fina s'adsorbiran en una cadena molecular de PAC a al mateix temps per formar una estructura de xarxa mixta que cobreixi tot el sistema, per millorar l'estabilitat de l'agregació de les partícules de viscositat, protegir el contingut de partícules en el fluid de perforació i formar un pastís de fang dens, reduir la filtració.Com més gran sigui el grau de substitució dels productes PAC, més gran sigui el contingut de carboxilat de sodi, millor serà la uniformitat de la substitució i més uniforme sigui la pel·lícula d'hidratació, la qual cosa fa que més fort sigui l'efecte de protecció del gel de PAC en el fluid de perforació, de manera que més òbviament l'efecte de la reducció de la pèrdua de líquids.
3. Puresa del PAC i la seva aplicació en el fluid de perforació
Si el sistema de fluids de perforació és diferent, la dosi de l'agent de tractament de fluids de perforació i l'agent de tractament són diferents, de manera que la dosi de PAC en diferents sistemes de fluids de perforació pot ser diferent.Si s'especifica la dosi de PAC en el fluid de perforació i el fluid de perforació té una bona reologia i reducció de filtració, es pot aconseguir ajustant la puresa.
En les mateixes condicions, com més gran sigui la puresa del PAC, millor serà el rendiment del producte.Tanmateix, la puresa del PAC amb un bon rendiment del producte no és necessàriament alta.L'equilibri entre el rendiment i la puresa del producte s'ha de determinar segons la situació real.
4. Rendiment d'aplicació de PAC antibacterià i protecció del medi ambient en el fluid de perforació
En determinades condicions, alguns microorganismes provocaran la descomposició de la PAC, especialment sota l'acció de la cel·lulasa i el pic d'amilasa, provocant la fractura de la cadena principal de la PAC i la formació de sucre reductor, disminueix el grau de polimerització i disminueix la viscositat de la solució. .La capacitat antienzim de la PAC depèn principalment de la uniformitat de la substitució molecular i del grau de substitució.El PAC amb una bona uniformitat de substitució i un alt grau de substitució té un millor rendiment antienzim.Això es deu al fet que la cadena lateral unida per residus de glucosa pot prevenir la descomposició enzimàtica.
El grau de substitució de PAC és relativament alt, de manera que el producte té un bon rendiment antibacterià i no produirà una olor pútrida a causa de la fermentació en ús real, de manera que no cal afegir conservants especials, cosa que afavoreix la construcció in situ.
Com que el PAC no és tòxic i inofensiu, no contamina el medi ambient.A més, es pot descompondre en condicions microbianes específiques.Per tant, és relativament fàcil tractar el PAC en el fluid de perforació residual i és inofensiu per al medi ambient després del tractament.Per tant, PAC és un excel·lent additiu per a fluids de perforació de protecció del medi ambient.
Hora de publicació: 18-mai-2021