A la indústria de la perforació, diversos fangs (o líquids de perforació) són materials clau per garantir el progrés suau del procés de perforació. Especialment en entorns geològics complexos, la selecció i la preparació de fangs de perforació tenen un impacte important en l’eficiència, la seguretat i el control de costos de les operacions de perforació. Impacte directe.Hidroxietil cel·lulosa (HEC)és un derivat natural de cel·lulosa que té un paper important com a additiu en la perforació del fang. Té un bon espessiment, reologia, propietats anti-contaminació i una alta seguretat ambientalment, s'utilitza àmpliament en els sistemes de líquids de perforació.
1. Característiques i estructura química de HEC
L’HEC és un compost de polímer natural soluble, no tòxic i inofensiu. La cel·lulosa modificada químicament introdueix grups hidroxietils en la seva estructura molecular, formant així un fort efecte espessidor i solubilitat en aigua. L’aplicació d’HEC en els líquids de perforació es basa principalment en els grups hidròfils (grups hidroxil i hidroxietil) a la seva cadena molecular. Aquests grups poden formar una bona xarxa d’enllaç d’hidrogen en solució aquosa, donant propietats que augmenten la viscositat de la solució. .
2. El paper principal de la HEC en la perforació del fang
Efecte de l'agent espessidor
Una de les funcions més significatives de la HEC en els líquids de perforació és com un espessidor. Les elevades característiques de viscositat de l’HEC poden augmentar significativament la viscositat del líquid de perforació, garantint que el líquid de perforació tingui una capacitat de suport suficient per ajudar a transportar talls i partícules de sorra i transportar restes de perforació des de la part inferior 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’espessiment de l’HEC i la viscositat estable li permeten aconseguir efectes d’espessiment ideals a baixes concentracions, reduint eficaçment els costos de perforació.
El paper de l’agent de control de pèrdues de fluids
Durant el procés de perforació, és important tenir en compte la pèrdua de líquids del fluid de perforació. El control de la pèrdua de líquid és crucial per mantenir l’estabilitat de la paret del pou per evitar una penetració excessiva de l’aigua de fang a la formació, provocant un col·lapse de formació o inestabilitat de la paret del pou. A causa de les seves bones propietats d’hidratació, l’HEC pot formar una densa capa de pastís de filtre a la paret del pou, reduint la taxa de penetració d’aigua en el líquid de perforació a la formació, controlant efectivament la pèrdua de fluids 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 del flux
HEC també té un paper important en la regulació de la fluïdesa en la perforació del fang. La reologia del líquid de perforació es refereix a la seva deformació o capacitat de flux sota l’acció de l’estrès de cisalla. Com millor sigui la reologia, més ideal és el líquid de perforació a la pressió de transmissió i transportar talls durant el procés de perforació. L’HEC pot ajustar les propietats reològiques del líquid de perforació canviant la seva viscositat i fluïdesa, millorant així l’efecte de dilució de cisalla del fang, permetent que el fang flueixi suaument 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’ajustament reològic de la 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 portar i suspendre els talls de perforació, sinó que també ajuda a millorar la neteja del pou. Durant el procés de perforació, es produiran una gran quantitat de talls al pou. Si aquests retalls no poden ser realitzats eficaçment pel fang, poden acumular-se a la part inferior del pou i formar sediments del forat inferior, augmentant així la resistència de la broca i afectant el progrés de la perforació. A causa de les seves eficients propietats d’espessiment, l’HEC pot ajudar el fang a suspendre i transportar els talls de perforació de manera més eficaç, garantint així la neteja del pou i evitant l’acumulació de sediments.
Efecte contra la contaminació
Durant el procés de perforació, el fang està sovint contaminat per diferents minerals i líquids de formació, provocant una fallada del fang. Les propietats anti-contaminació de HEC són un altre avantatge important. L’HEC és estable en diferents condicions de pH i té una forta capacitat anti-pertorbació per a ions multivalents com el calci i el magnesi, cosa que li permet mantenir la viscositat i els efectes d’espessiment estables en formacions que contenen minerals, reduint així això redueix el risc de perforar la fallada de líquids en un entorn contaminat.
Respectuós amb el medi ambient i biodegradable
Des de llavorsHecés un material de polímer natural, té una bona biodegradabilitat i una amabilitat ambiental. En el context d’augmentar gradualment els requisits de protecció ambiental, les característiques de biodegradabilitat de l’HEC la converteixen en un component important dels sistemes de líquids de perforació respectuosos amb el medi ambient. L’HEC no provocarà una contaminació important 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 de gran qualitat ambientalment.
3. Reptes i desenvolupament futur en aplicacions HEC
Tot i que l’HEC té diversos avantatges en la perforació de fang, el seu rendiment en condicions de perforació extremes, com ara la temperatura elevada i la pressió, cal millorar encara més. Per exemple, l’HEC pot patir una degradació tèrmica a temperatures altes, provocant que el fang perdi viscositat i efectes d’espessiment. Per tant, per funcionar en entorns de perforació més complexos i extrems, la investigació dels darrers anys ha començat a centrar -se en la modificació de la HEC per millorar la seva estabilitat de temperatura d’alta temperatura i alta resistència a la 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 HEC, el rendiment de l’HEC en condicions extremes es pot millorar i adaptar a les necessitats d’ambients 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, anti-filtració, ajust reològic, anti-contaminació i propietats de l’amabilitat ambiental. En el futur, a mesura que augmenten la profunditat de perforació i la complexitat, els requisits de rendiment per a HEC també augmentaran. Optimitzant i modificant HEC, el seu àmbit d’aplicació en els líquids de perforació s’ampliarà encara més per satisfer les necessitats d’ambients de perforació més estrictes. .
Posat Post: 14-2024 de novembre