page_head_bg

Polyanionisen selluloosan (PAC) käyttö vesipohjaisessa porausnesteessä

Polyanionista selluloosaa (PAC) käytetään pääasiassa nestehäviön vähentäjänä, viskositeetin parantajana ja reologisena säätelijänä porausnesteessä.Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti PAC:n tärkeimmät fysikaaliset ja kemialliset indeksit, kuten viskositeetti, reologia, substituution tasaisuus, puhtaus ja suolan viskositeettisuhde yhdistettynä porausnesteen käyttöindekseihin.
PAC:n ainutlaatuinen molekyylirakenne tekee siitä erinomaisen suorituskyvyn makeassa vedessä, suolaisessa vedessä, merivedessä ja kyllästetyssä suolaisessa vedessä.Suodoksen vähentäjänä porausnesteessä käytettynä PAC:lla on tehokas vedenhäviön hallintakyky ja muodostuva mutakakku on ohutta ja sitkeää.Viskosoimisaineena se voi nopeasti parantaa porausnesteen näennäistä viskositeettia, plastista viskositeettia ja dynaamista leikkausvoimaa sekä parantaa ja hallita mudan reologiaa.Nämä käyttöominaisuudet liittyvät läheisesti niiden tuotteiden fysikaalisiin ja kemiallisiin indekseihin.

1. PAC-viskositeetti ja sen käyttö porausnesteessä

PAC-viskositeetti on veteen liukenemisen jälkeen muodostuneen kolloidisen liuoksen ominaisuus.PAC-liuoksen reologisella käyttäytymisellä on tärkeä vaikutus sen käyttöön.PAC:n viskositeetti liittyy polymeroitumisasteeseen, liuoskonsentraatioon ja lämpötilaan.Yleisesti ottaen mitä korkeampi polymerointiaste on, sitä korkeampi viskositeetti;Viskositeetti kasvoi PAC-pitoisuuden kasvaessa;Liuoksen viskositeetti laskee lämpötilan noustessa.NDJ-79- tai Brookfield-viskosimetriä käytetään yleensä PAC-tuotteiden fysikaalisten ja kemiallisten indeksien viskositeetin testaamiseen.PAC-tuotteiden viskositeettia valvotaan käyttövaatimusten mukaisesti.Kun PAC:ta käytetään tartunta-aineena tai reologisena säätelijänä, vaaditaan yleensä korkeaviskositeettinen PAC (tuotemalli on yleensä pac-hv, pac-r jne.).Kun PAC:tä käytetään pääasiassa nestehäviön vähentäjänä eikä se lisää porausnesteen viskositeettia tai muuta porausnesteen reologiaa käytössä, tarvitaan matalaviskositeettisia PAC-tuotteita (tuotemallit ovat yleensä pac-lv ja pac-l).
Käytännössä porausnesteen reologia liittyy: (1) porausnesteen kykyyn kuljettaa porausleikkauksia ja puhdistaa porausreikää;(2) Levitaatiovoima;(3) stabiloiva vaikutus kuilun seinämään;(4) Porausparametrien optimointisuunnittelu.Porausnesteen reologia testataan yleensä 6-nopeuksisella pyörivällä viskosimetrillä: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm ja 6 rpm.3 RPM-lukemaa käytetään näennäisen viskositeetin, plastisen viskositeetin, dynaamisen leikkausvoiman ja staattisen leikkausvoiman laskemiseen, jotka heijastavat PAC:n reologiaa porausnesteessä.Samassa tapauksessa mitä suurempi PAC:n viskositeetti on, sitä suurempi näennäinen viskositeetti ja plastinen viskositeetti sekä sitä suurempi dynaaminen leikkausvoima ja staattinen leikkausvoima.
Lisäksi on olemassa monenlaisia ​​vesipohjaisia ​​porausnesteitä (kuten makean veden porausneste, kemiallisen käsittelyn porausneste, kalsiumkäsittelyn porausneste, suolaliuosporausneste, meriveden porausneste jne.), joten PAC:n reologia on erilainen. porausnestejärjestelmät ovat erilaisia.Erityisissä porausnestejärjestelmissä voi esiintyä suuria poikkeamia arvioitaessa vaikutusta porausnesteen juoksevuuteen vain PAC:n viskositeettiindeksistä.Esimerkiksi meriveden porausnestejärjestelmässä korkeasta suolapitoisuudesta johtuen, vaikka tuotteella on korkea viskositeetti, tuotteen alhainen korvausaste johtaa tuotteen alhaiseen suolakestävyyteen, mikä johtaa huonoon viskositeettia lisäävään vaikutukseen. tuotteen käyttöprosessissa, mikä johtaa porausnesteen alhaiseen näennäiseen viskositeettiin, alhaiseen plastiseen viskositeettiin ja alhaiseen dynaamiseen leikkausvoimaan, mikä johtaa porausnesteen huonoon kykyyn kuljettaa porausleikkauksia, mikä voi johtaa vakavaan tarttumiseen tapauksia.

2. PAC:n korvausaste ja tasaisuus ja sen käyttökyky porausnesteessä

PAC-tuotteiden korvausaste on yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 0,9.Eri valmistajien erilaisista tarpeista johtuen PAC-tuotteiden korvausaste on kuitenkin erilainen.Öljypalveluyritykset ovat viime vuosina jatkuvasti parantaneet PAC-tuotteiden sovellusten suorituskykyvaatimuksia, ja korkean korvausasteen PAC-tuotteiden kysyntä on kasvussa.
PAC:n korvausaste ja tasaisuus liittyvät läheisesti suolan viskositeettisuhteeseen, suolan kestävyyteen ja tuotteen suodatushäviöön.Yleensä mitä korkeampi PAC:n substituutioaste on, sitä parempi substituution tasaisuus ja sitä parempi suolan viskositeettisuhde, suolankestävyys ja tuotteen suodatus.
Kun PAC liuotetaan vahvaan elektrolyytin epäorgaaniseen suolaliuokseen, liuoksen viskositeetti laskee, mikä johtaa ns. suolavaikutukseen.Suolan ionisoimat positiiviset ionit - coh2coo - H2O-anioniryhmän toiminta vähentää (tai jopa eliminoi) PAC-molekyylin sivuketjun homosähköisyyttä.Riittämättömän sähköstaattisen repulsiovoiman vuoksi PAC-molekyyliketju käpristyy ja muotoutuu, ja jotkut molekyyliketjujen väliset vetysidokset katkeavat, mikä tuhoaa alkuperäisen tilarakenteen ja vähentää erityisesti veden viskositeettia.
PAC:n suolankestävyys mitataan yleensä suolaviskositeettisuhteella (SVR).Kun SVR-arvo on korkea, PAC osoittaa hyvää vakautta.Yleensä mitä korkeampi substituutioaste ja parempi substituution tasaisuus, sitä suurempi on SVR-arvo.
Kun PAC:ta käytetään suodoksen vähentäjänä, se voi ionisoitua pitkäketjuisiksi moniarvoisiksi anioneiksi porausnesteessä.Sen molekyyliketjussa olevat hydroksyyli- ja eetterihappiryhmät muodostavat vetysidoksia hapen kanssa viskositeettihiukkasten pinnalle tai koordinaatiosidoksia Al3+:n kanssa savihiukkasten sidoksen katkaisevassa reunassa, jolloin PAC voidaan adsorboida savelle;Useiden natriumkarboksylaattiryhmien hydratoituminen paksuntaa savihiukkasten pinnalla olevaa hydraatiokalvoa, estää savihiukkasten aggregoitumisen suuriksi hiukkasiksi törmäyksen seurauksena (liimasuojaus) ja useita hienoja savihiukkasia adsorboituu PAC:n molekyyliketjuun samalla muodostaa koko järjestelmän kattava sekaverkkorakenne viskositeettihiukkasten aggregaatiovakauden parantamiseksi, porausnesteen hiukkasten sisällön suojaamiseksi ja tiheän mutakakun muodostamiseksi, suodatuksen vähentäminen.Mitä korkeampi PAC-tuotteiden substituutioaste on, sitä korkeampi natriumkarboksylaatin pitoisuus on, sitä parempi on substituution tasaisuus ja sitä tasaisempi hydraatiokalvo, mikä tekee PAC:n geelisuojavaikutuksesta porausnesteessä vahvemman, joten sitä enemmän nestehäviön vähentämisen vaikutus on ilmeinen.

3. PAC:n puhtaus ja sen käyttö porausnesteessä

Jos porausnestejärjestelmä on erilainen, porausnesteen käsittelyaineen ja käsittelyaineen annostus ovat erilaisia, joten PAC:n annostus eri porausnestejärjestelmissä voi olla erilainen.Jos PAC:n annostus porausnesteessä on määritelty ja porausnesteellä on hyvä reologia ja suodatusvähennys, se voidaan saavuttaa puhtautta säätämällä.
Samoissa olosuhteissa mitä korkeampi PAC:n puhtaus on, sitä parempi on tuotteen suorituskyky.Hyvän tuotteen suorituskyvyn omaavan PAC:n puhtaus ei kuitenkaan välttämättä ole korkea.Tuotteen suorituskyvyn ja puhtauden välinen tasapaino on määritettävä todellisen tilanteen mukaan.

4. PAC:n antibakteerisen ja ympäristönsuojelun suorituskyky porausnesteessä

Tietyissä olosuhteissa jotkin mikro-organismit aiheuttavat PAC:n hajoamisen, erityisesti sellulaasin ja huippuamylaasin vaikutuksesta, mikä johtaa PAC:n pääketjun murtumiseen ja pelkistävän sokerin muodostumiseen, polymeroitumisaste laskee ja liuoksen viskositeetti pienenee. .PAC:n antientsyymikyky riippuu pääasiassa molekyylien substituutioiden yhdenmukaisuudesta ja substituutioasteesta.PAC:lla, jolla on hyvä substituution tasaisuus ja korkea substituutioaste, on parempi antientsyymiteho.Tämä johtuu siitä, että glukoositähteiden yhdistämä sivuketju voi estää entsyymien hajoamisen.
PAC:n korvausaste on suhteellisen korkea, joten tuotteella on hyvä antibakteerinen suorituskyky, eikä se tuota mädäntynyttä hajua todellisessa käytössä käymisen vuoksi, joten erityisiä säilöntäaineita ei tarvitse lisätä, mikä edistää paikan päällä rakentamista.
Koska PAC on myrkytön ja vaaraton, se ei saastuta ympäristöä.Lisäksi se voi hajota tietyissä mikrobiolosuhteissa.Siksi PAC on suhteellisen helppo käsitellä jäteporausnesteessä, ja se on käsittelyn jälkeen ympäristölle vaaratonta.Siksi PAC on erinomainen ympäristönsuojelullinen porausnesteen lisäaine.


Postitusaika: 18.5.2021