La cellulosa polianionica (PAC) viene utilizzata principalmente come riduttore di perdita di fluido, potenziatore di viscosità e regolatore reologico nel fluido di perforazione.Questo articolo descrive brevemente i principali indici fisici e chimici del PAC, come viscosità, reologia, uniformità di sostituzione, purezza e rapporto di viscosità del sale, combinati con gli indici di applicazione nei fluidi di perforazione.
L'esclusiva struttura molecolare del PAC fa sì che mostri eccellenti prestazioni applicative in acqua dolce, acqua salata, acqua di mare e acqua salata satura.Quando viene utilizzato come riduttore di filtrato nel fluido di perforazione, il PAC ha un'efficiente capacità di controllo della perdita d'acqua e la torta di fango formata è sottile e resistente.Come viscosizzante, può migliorare rapidamente la viscosità apparente, la viscosità plastica e la forza di taglio dinamica del fluido di perforazione e migliorare e controllare la reologia del fango.Queste proprietà applicative sono strettamente correlate agli indici fisici e chimici dei loro prodotti.
1. Viscosità del PAC e sua applicazione nel fluido di perforazione
La viscosità PAC è la caratteristica della soluzione colloidale formata dopo la dissoluzione in acqua.Il comportamento reologico della soluzione PAC ha un'influenza importante sulla sua applicazione.La viscosità del PAC è correlata al grado di polimerizzazione, concentrazione della soluzione e temperatura.In generale, maggiore è il grado di polimerizzazione, maggiore è la viscosità;La viscosità aumentava con l'aumento della concentrazione di PAC;La viscosità della soluzione diminuisce con l'aumento della temperatura.Il viscosimetro NDJ-79 o Brookfield viene solitamente utilizzato per testare la viscosità negli indici fisici e chimici dei prodotti PAC.La viscosità dei prodotti PAC è controllata in base ai requisiti dell'applicazione.Quando il PAC viene utilizzato come adesivante o regolatore reologico, di solito è richiesto un PAC ad alta viscosità (il modello del prodotto è solitamente pac-hv, pac-r, ecc.).Quando il PAC viene utilizzato principalmente come riduttore di perdite di fluido e non aumenta la viscosità del fluido di perforazione o non modifica la reologia del fluido di perforazione in uso, sono necessari prodotti PAC a bassa viscosità (i modelli di prodotto sono generalmente pac-lv e pac-l).
Nell'applicazione pratica, la reologia del fluido di perforazione è correlata a: (1) la capacità del fluido di perforazione di trasportare frammenti di perforazione e pulire il pozzo;(2) forza di levitazione;(3) Effetto stabilizzante sulla parete del pozzo;(4) Progettazione di ottimizzazione dei parametri di perforazione.La reologia del fluido di perforazione viene solitamente testata da un viscosimetro rotativo a 6 velocità: 600 giri/min, 300 giri/min, 200 giri/min, 100 giri/min e 6 giri/min.Le letture a 3 giri/min vengono utilizzate per calcolare la viscosità apparente, la viscosità plastica, la forza di taglio dinamica e la forza di taglio statica, che riflettono la reologia del PAC nel fluido di perforazione.Nello stesso caso, maggiore è la viscosità del PAC, maggiore è la viscosità apparente e la viscosità plastica e maggiore è la forza di taglio dinamica e la forza di taglio statica.
Inoltre, ci sono molti tipi di fluidi di perforazione a base d'acqua (come fluido di perforazione di acqua dolce, fluido di perforazione per trattamento chimico, fluido di perforazione per trattamento del calcio, fluido di perforazione salino, fluido di perforazione dell'acqua di mare, ecc.), quindi la reologia del PAC in diversi i sistemi dei fluidi di perforazione sono diversi.Per sistemi di fluidi di perforazione speciali, potrebbe esserci una grande deviazione nella valutazione dell'impatto sulla fluidità del fluido di perforazione solo dall'indice di viscosità del PAC.Ad esempio, nel sistema del fluido di perforazione dell'acqua di mare, a causa dell'alto contenuto di sale, sebbene il prodotto abbia un'elevata viscosità, il basso grado di sostituzione del prodotto porterà alla bassa resistenza al sale del prodotto, con conseguente scarso effetto di aumento della viscosità del prodotto durante il processo di utilizzo, con conseguente bassa viscosità apparente, bassa viscosità plastica e bassa forza di taglio dinamica del fluido di perforazione, con conseguente scarsa capacità del fluido di perforazione di trasportare sfridi di perforazione, che possono portare ad attaccarsi in gravi casi.
2. Grado di sostituzione e uniformità del PAC e delle sue prestazioni applicative nel fluido di perforazione
Il grado di sostituzione dei prodotti PAC è generalmente maggiore o uguale a 0,9.Tuttavia, a causa delle diverse esigenze dei vari produttori, il grado di sostituzione dei prodotti PAC è diverso.Negli ultimi anni, le società di servizi petroliferi hanno continuamente migliorato i requisiti di prestazioni applicative dei prodotti PAC e la domanda di prodotti PAC con un alto grado di sostituzione è in aumento.
Il grado di sostituzione e l'uniformità del PAC sono strettamente correlati al rapporto di viscosità del sale, alla resistenza al sale e alla perdita di filtrazione del prodotto.In genere, maggiore è il grado di sostituzione del PAC, migliore è l'uniformità di sostituzione e migliore è il rapporto tra viscosità del sale, resistenza al sale e filtrazione del prodotto.
Quando il PAC viene sciolto in una soluzione salina inorganica di elettrolita forte, la viscosità della soluzione diminuisce, determinando il cosiddetto effetto salino.Gli ioni positivi ionizzati dal sale e - coh2coo - L'azione del gruppo anionico H2O riduce (o addirittura elimina) l'omoelettricità sulla catena laterale della molecola PAC.A causa dell'insufficiente forza di repulsione elettrostatica, la catena molecolare del PAC si arriccia e si deforma e alcuni legami idrogeno tra le catene molecolari si rompono, distruggendo la struttura spaziale originale e riducendo in modo specifico la viscosità dell'acqua.
La resistenza al sale del PAC viene solitamente misurata dal rapporto di viscosità del sale (SVR).Quando il valore SVR è alto, PAC mostra una buona stabilità.In genere, maggiore è il grado di sostituzione e migliore è l'uniformità della sostituzione, maggiore è il valore SVR.
Quando il PAC viene utilizzato come riduttore di filtrato, può ionizzare in anioni multivalenti a catena lunga nel fluido di perforazione.I gruppi ossidrile ed etere dell'ossigeno nella sua catena molecolare formano legami idrogeno con l'ossigeno sulla superficie delle particelle di viscosità o formano legami di coordinazione con Al3 + sul bordo di rottura del legame delle particelle di argilla, in modo che il PAC possa essere adsorbito sull'argilla;L'idratazione di più gruppi carbossilato di sodio ispessisce il film di idratazione sulla superficie delle particelle di argilla, impedisce l'aggregazione delle particelle di argilla in particelle grandi a causa della collisione (protezione della colla) e più particelle di argilla fini saranno adsorbite su una catena molecolare di PAC a allo stesso tempo per formare una struttura a rete mista che copre l'intero sistema, in modo da migliorare la stabilità di aggregazione delle particelle di viscosità, proteggere il contenuto di particelle nel fluido di perforazione e formare una torta di fango densa, ridurre la filtrazione.Maggiore è il grado di sostituzione dei prodotti PAC, maggiore è il contenuto di carbossilato di sodio, migliore è l'uniformità di sostituzione e più uniforme è il film di idratazione, il che rende più forte l'effetto di protezione del gel del PAC nel fluido di perforazione, quindi più evidente l'effetto della riduzione della perdita di liquidi.
3. Purezza del PAC e sua applicazione nel fluido di perforazione
Se il sistema del fluido di perforazione è diverso, il dosaggio dell'agente di trattamento del fluido di perforazione e dell'agente di trattamento è diverso, quindi il dosaggio di PAC in diversi sistemi del fluido di perforazione potrebbe essere diverso.Se è specificato il dosaggio di PAC nel fluido di perforazione e il fluido di perforazione ha una buona reologia e riduzione della filtrazione, è possibile ottenerlo regolando la purezza.
Nelle stesse condizioni, maggiore è la purezza del PAC, migliori sono le prestazioni del prodotto.Tuttavia, la purezza del PAC con buone prestazioni del prodotto non è necessariamente elevata.L'equilibrio tra le prestazioni del prodotto e la purezza deve essere determinato in base alla situazione reale.
4. Prestazioni applicative della protezione antibatterica e ambientale PAC nel fluido di perforazione
In determinate condizioni, alcuni microrganismi provocano il decadimento del PAC, soprattutto sotto l'azione della cellulasi e dell'amilasi di picco, provocando la frattura della catena principale del PAC e la formazione di zuccheri riducenti, il grado di polimerizzazione diminuisce e la viscosità della soluzione diminuisce .La capacità antienzimatica del PAC dipende principalmente dall'uniformità di sostituzione molecolare e dal grado di sostituzione.Il PAC con una buona uniformità di sostituzione e un alto grado di sostituzione ha migliori prestazioni anti-enzimatiche.Questo perché la catena laterale legata dai residui di glucosio può prevenire la decomposizione degli enzimi.
Il grado di sostituzione del PAC è relativamente alto, quindi il prodotto ha buone prestazioni antibatteriche e non produrrà odore putrido a causa della fermentazione nell'uso effettivo, quindi non è necessario aggiungere conservanti speciali, che favoriscono la costruzione in loco.
Poiché il PAC non è tossico e innocuo, non inquina l'ambiente.Inoltre, può essere decomposto in condizioni microbiche specifiche.Pertanto, è relativamente facile trattare il PAC nel fluido di perforazione di scarto ed è innocuo per l'ambiente dopo il trattamento.Pertanto, il PAC è un eccellente additivo per fluidi di perforazione per la protezione dell'ambiente.
Tempo di pubblicazione: 18-maggio-2021