A la indústria de la perforació, diversos fangs (o fluids de perforació) són materials clau per garantir el bon progrés del procés de perforació. Especialment en entorns geològics complexos, la selecció i preparació de fangs de perforació tenen un impacte important en l'eficiència, seguretat i control de costos de les operacions de perforació. impacte directe.Hidroxietilcel·lulosa (HEC)és un derivat natural de la cel·lulosa que juga un paper important com a additiu en el fang de perforació. Té un bon espessiment, reologia, propietats anticontaminació i alta seguretat ambiental, s'utilitza àmpliament en sistemes de fluids de perforació.
1. Característiques i estructura química de l'HEC
HEC és un compost de polímer natural soluble en aigua, no tòxic i inofensiu. La cel·lulosa modificada químicament introdueix grups hidroxietil a la seva estructura molecular, formant així un fort efecte espessidor i solubilitat en aigua. L'aplicació d'HEC en fluids de perforació es basa principalment en els grups hidròfils (grups hidroxil i hidroxietil) de la seva cadena molecular. Aquests grups poden formar una bona xarxa d'enllaç d'hidrogen en solució aquosa, donant a la solució propietats que augmenten la viscositat. .
2. El paper principal de l'HEC en el fang de perforació
Efecte agent espessidor
Una de les funcions més significatives de l'HEC en els fluids de perforació és com a espessidor. Les característiques d'alta viscositat d'HEC poden augmentar significativament la viscositat del fluid de perforació, assegurant que el fluid de perforació tingui una capacitat de suport suficient per ajudar a transportar esqueixos i partícules de sorra i transportar les restes de perforació des del fons del pou fins a la superfície. L'augment de la viscositat del fluid de perforació també ajuda a reduir la fricció a la paret interior del tub de perforació, millorant així l'eficiència de la perforació. A més, les fortes propietats d'engrossiment i la viscositat estable d'HEC li permeten aconseguir efectes d'engrossiment ideals a baixes concentracions, reduint eficaçment els costos de perforació.
El paper de l'agent de control de pèrdues de líquids
Durant el procés de perforació, el control de la pèrdua de fluid del fluid de perforació és una consideració important. El control de la pèrdua de fluids és crucial per mantenir l'estabilitat de la paret del pou per evitar la penetració excessiva d'aigua de fang a la formació, provocant el col·lapse de la formació o la inestabilitat de la paret del pou. A causa de les seves bones propietats d'hidratació, HEC pot formar una capa densa de pastís de filtre a la paret del pou, reduint la taxa de penetració d'aigua en el fluid de perforació a la formació, controlant així eficaçment la pèrdua de fluid del fang. Aquest pastís de filtre no només té una bona duresa i força, sinó que també es pot adaptar a diferents capes geològiques, mantenint així l'estabilitat de la paret del pou en pous profunds i ambients d'alta temperatura.
Agents reològics i control de cabal
L'HEC també té un paper important en la regulació de la fluïdesa en el fang de perforació. La reologia del fluid de perforació fa referència a la seva deformació o capacitat de flux sota l'acció de l'esforç de cisalla. Com millor sigui la reologia, més ideal serà el fluid de perforació per transmetre pressió i transportar esqueixos durant el procés de perforació. HEC pot ajustar les propietats reològiques del fluid de perforació canviant la seva viscositat i fluïdesa, millorant així l'efecte de dilució de cisalla del fang, permetent que el fang flueixi sense problemes a la canonada de perforació i millorant l'efecte de lubricació del fang. Especialment en el procés de perforació de pous profunds i pous horitzontals, l'efecte d'ajust reològic d'HEC és especialment important.
Neteja millorada del pou
L'efecte espessidor de l'HEC no només contribueix a la capacitat del fang de perforació de transportar i suspendre talls de perforació, sinó que també ajuda a millorar la neteja del pou. Durant el procés de perforació, es produirà una gran quantitat de retalls al pou. Si aquests talls no es poden dur a terme amb eficàcia pel fang, poden acumular-se al fons del pou i formar sediments del fons del forat, augmentant així la resistència de la broca i afectant el progrés de la perforació. A causa de les seves propietats d'engrossiment eficients, HEC pot ajudar el fang a suspendre i transportar els talls de perforació de manera més eficaç, assegurant així la neteja del pou i evitant l'acumulació de sediments.
Efecte anticontaminació
Durant el procés de perforació, el fang sovint està contaminat per diferents minerals i fluids de formació, provocant una fallada del fang. Les propietats anticontaminació d'HEC són un altre avantatge important. L'HEC és estable en diferents condicions de pH i té una forta capacitat antipertorbació als ions multivalents com el calci i el magnesi, la qual cosa li permet mantenir una viscositat estable i efectes espessidors en formacions que contenen minerals, reduint així el risc de fallada del fluid de perforació en un medi ambient contaminat.
Ecològic i biodegradable
Des deHECés un material de polímer natural, té una bona biodegradabilitat i respectuós amb el medi ambient. En el context de l'augment gradual dels requisits de protecció del medi ambient, les característiques de biodegradabilitat d'HEC el converteixen en un component important dels sistemes de fluids de perforació respectuosos amb el medi ambient. L'HEC no causarà una contaminació significativa al medi ambient durant l'ús i no tindrà efectes adversos sobre el sòl i les aigües subterrànies després de la degradació. Per tant, és un additiu d'alta qualitat respectuós amb el medi ambient.
3. Reptes i desenvolupament futur en aplicacions HEC
Tot i que HEC té diversos avantatges en el fang de perforació, el seu rendiment en condicions de perforació extremes, com ara alta temperatura i pressió, s'ha de millorar encara més. Per exemple, l'HEC pot patir una degradació tèrmica a altes temperatures, fent que el fang perdi viscositat i efectes espessidors. Per tant, per tal de funcionar en entorns de perforació més complexos i extrems, la investigació dels darrers anys ha començat a centrar-se en modificar l'HEC per millorar la seva estabilitat a alta temperatura i resistència a alta pressió. Per exemple, mitjançant la introducció d'agents de reticulació, grups de resistència a alta temperatura i altres mètodes de modificació química a la cadena molecular de l'HEC, el rendiment de l'HEC en condicions extremes es pot millorar i adaptar a les necessitats d'entorns geològics més exigents.
Com a component important del fang de perforació, HEC té un paper important en l'enginyeria de perforació a causa del seu espessiment, antifiltració, ajust reològic, anticontaminació i propietats respectuoses amb el medi ambient. En el futur, a mesura que la profunditat i la complexitat de la perforació augmenten, els requisits de rendiment per a HEC també augmentaran. Mitjançant l'optimització i la modificació d'HEC, el seu àmbit d'aplicació en fluids de perforació s'ampliarà encara més per satisfer les necessitats d'entorns de perforació més estrictes. .
Hora de publicació: 14-nov-2024