В сондажната индустрия различни калове (или сондажни течности) са ключови материали за осигуряване на гладкото протичане на процеса на сондиране. Особено в сложни геоложки среди, изборът и подготовката на сондажни промивки имат важно влияние върху ефективността, безопасността и контрола на разходите на сондажните операции. пряко въздействие.Хидроксиетилцелулоза (HEC)е естествено производно на целулозата, което играе важна роля като добавка в сондажната кал. Има добро сгъстяване, реология, свойства против замърсяване и висока екологична безопасност, широко се използва в системи за сондажни течности.
1. Характеристики и химична структура на HEC
HEC е водоразтворимо, нетоксично и безвредно естествено полимерно съединение. Химически модифицираната целулоза въвежда хидроксиетилови групи в своята молекулярна структура, като по този начин формира силен сгъстяващ ефект и водоразтворимост. Прилагането на HEC в сондажни течности разчита главно на хидрофилните групи (хидроксилни и хидроксиетилови групи) в неговата молекулна верига. Тези групи могат да образуват добра мрежа от водородни връзки във воден разтвор, придавайки на разтвора свойства за повишаване на вискозитета. .
2. Основната роля на HEC в сондажната кал
Ефект на сгъстител
Една от най-важните функции на HEC в сондажните течности е като сгъстител. Характеристиките на високия вискозитет на HEC могат значително да увеличат вискозитета на сондажната течност, като гарантират, че сондажната течност има достатъчен поддържащ капацитет, за да помогне за пренасянето на отломки и пясъчни частици и транспортирането на остатъците от сондажа от дъното на кладенеца към повърхността. Увеличаването на вискозитета на сондажната течност също помага за намаляване на триенето по вътрешната стена на сондажната тръба, като по този начин подобрява ефективността на пробиване. В допълнение, силните сгъстяващи свойства и стабилният вискозитет на HEC му позволяват да постигне идеални сгъстяващи ефекти при ниски концентрации, като ефективно намалява разходите за пробиване.
Ролята на агента за контрол на загубата на течности
По време на процеса на сондиране, контролирането на загубата на течност от сондажната течност е важно съображение. Контролът на загубата на течност е от решаващо значение за поддържане на стабилността на стената на кладенеца, за да се предотврати прекомерното проникване на кална вода във формацията, причинявайки срутване на формацията или нестабилност на стената на кладенеца. Благодарение на добрите си хидратиращи свойства, HEC може да образува плътен слой филтърна утайка върху стената на кладенеца, намалявайки скоростта на проникване на вода в сондажната течност във формацията, като по този начин ефективно контролира загубата на течност от калта. Тази филтърна утайка не само има добра издръжливост и здравина, но също така може да се адаптира към различни геоложки слоеве, като по този начин поддържа стабилността на стената на кладенеца в дълбоки кладенци и среда с висока температура.
Реологични агенти и контрол на потока
HEC също играе важна роля в регулирането на течливостта в сондажната кал. Реологията на сондажната течност се отнася до нейната деформация или способност за течливост под действието на напрежението на срязване. Колкото по-добра е реологията, толкова по-идеална е сондажната течност за предаване на налягане и пренасяне на отломки по време на процеса на пробиване. HEC може да регулира реологичните свойства на сондажната течност чрез промяна на нейния вискозитет и течливост, като по този начин подобрява ефекта на разреждане на калта при срязване, позволявайки на калта да тече гладко в сондажната тръба и подобрява смазващия ефект на калта. Особено в процеса на пробиване на дълбоки кладенци и хоризонтални кладенци, ефектът на реологично регулиране на HEC е особено важен.
Подобрено почистване на сондажа
Уплътняващият ефект на HEC не само допринася за способността на сондажната промишленост да пренася и задържа отломки от сондажа, но също така спомага за подобряване на чистотата на сондажния отвор. По време на процеса на сондиране в сондажния ствол ще се образува голямо количество отломки. Ако тези изрезки не могат да бъдат ефективно изнесени от калта, те могат да се натрупат на дъното на кладенеца и да образуват утайки в дъното на отвора, като по този начин увеличават съпротивлението на свредлото и повлияват напредъка на сондирането. Благодарение на своите ефикасни свойства на сгъстяване, HEC може да помогне на калта да се суспендира и да транспортира по-ефективно сондажните отпадъци, като по този начин гарантира чистотата на сондажа и предотвратява натрупването на седименти.
Ефект против замърсяване
По време на процеса на сондиране, калта често е замърсена от различни минерали и пластови течности, причинявайки разрушаване на калта. Свойствата на HEC против замърсяване са друго голямо предимство. HEC е стабилен при различни условия на pH и има силна противосмущаваща способност на многовалентни йони като калций и магнезий, което му позволява да поддържа стабилен вискозитет и сгъстяващи ефекти във формации, съдържащи минерали, като по този начин намалява. Това намалява риска от повреда на сондажната течност в замърсена среда.
Екологично чист и биоразградим
Тъй катоHECе естествен полимерен материал, има добра биоразградимост и екологичност. В контекста на постепенно нарастващите изисквания за опазване на околната среда, характеристиките на биоразградимостта на HEC го правят важен компонент на екологично чисти системи за сондажни течности. HEC няма да причини значително замърсяване на околната среда по време на употреба и няма да има неблагоприятни ефекти върху почвата и подземните води след разграждане. Следователно, това е висококачествена екологична добавка.
3. Предизвикателства и бъдещо развитие в HEC приложенията
Въпреки че HEC има различни предимства в сондажната кал, неговата работа при екстремни условия на сондиране, като висока температура и налягане, трябва да бъде допълнително подобрена. Например, HEC може да претърпи термично разграждане при високи температури, което води до загуба на вискозитет на калта и сгъстяване. Следователно, за да функционира в по-сложни и екстремни среди на сондиране, изследванията през последните години започнаха да се фокусират върху модифицирането на HEC, за да се подобри неговата стабилност при висока температура и устойчивост на високо налягане. Например, чрез въвеждане на омрежващи агенти, групи за устойчивост на висока температура и други методи за химическа модификация в молекулярната верига на HEC, работата на HEC при екстремни условия може да бъде подобрена и адаптирана към нуждите на по-взискателни геоложки среди.
Като важен компонент на сондажната кал, HEC играе важна роля в инженерството на сондажите поради своите свойства за сгъстяване, антифилтрация, реологична настройка, защита срещу замърсяване и екологичност. В бъдеще, с нарастването на дълбочината и сложността на пробиване, изискванията за производителност на HEC също ще се повишат. Чрез оптимизиране и модифициране на HEC обхватът на неговото приложение в сондажни течности ще бъде допълнително разширен, за да отговори на нуждите на по-строги среди за сондиране. .
Време на публикуване: 14 ноември 2024 г