La cel·lulosa polianiònica (PAC) és un derivat de cel·lulosa soluble en aigua que s'utilitza àmpliament en la perforació de petroli, principalment per a la preparació de fluids de perforació. S'ha convertit en un additiu important en el sistema de fluids de perforació a causa de les seves propietats superiors, com ara la millora de la viscositat, la reducció de la pèrdua de fluids, l'estabilitat i la protecció del medi ambient.
1. Reduir la pèrdua de líquids
El control de pèrdues de fluids és una funció clau en la perforació de petroli. Quan el fluid de perforació entra en contacte amb la formació durant el procés de perforació, pot provocar la formació de pastís de fang i la invasió del filtrat a la formació, provocant danys a la formació i afectant l'eficiència de la perforació. El PAC redueix eficaçment la pèrdua de fluids i la invasió del filtrat a la formació formant una pel·lícula protectora al fluid de perforació, reduint així la contaminació de la formació. Aquesta propietat ajuda a millorar l'estabilitat del pou i protegir les formacions de petroli i gas.
Principi
El PAC es dissol en aigua per formar una solució col·loïdal d'alta viscositat. Quan el fluid de perforació entra en contacte amb la formació, les molècules PAC poden formar un pastís dens de fang a la superfície de la formació per evitar una major penetració de la fase líquida. Aquest pastís de fang té una bona flexibilitat i duresa, i pot suportar grans diferències de pressió, reduint així eficaçment la pèrdua de filtració.
2. Augmentar la viscositat del fluid de perforació
La millora de la viscositat és una altra funció important del PAC en el fluid de perforació. El fluid de perforació ha de tenir una certa viscositat per portar els talls cap enrere, per garantir la neteja del pou i mantenir l'estabilitat de la perforació. Com a potenciador de la viscositat, PAC pot augmentar la viscositat del fluid de perforació, millorar la capacitat del fluid de perforació per transportar esqueixos i afavorir el retorn i la descàrrega d'esqueixos.
Principi
Les molècules de PAC es dissolen en el fluid de perforació per formar una estructura de cadena de polímer, que augmenta la resistència interna del fluid. Aquesta estructura pot augmentar significativament la viscositat aparent i el valor de rendiment del fluid de perforació i millorar la seva capacitat per portar i suspendre esqueixos. Al mateix temps, l'efecte de millora de la viscositat del PAC encara és efectiu en condicions d'alta temperatura i alta pressió, i és adequat per a la perforació de pous profunds i condicions geològiques complexes.
3. Millorar l'estabilitat del pou
L'estabilitat del pou és un problema que requereix una atenció especial durant la perforació. El fluid de perforació ha de ser capaç d'estabilitzar la paret del pou per evitar que la paret del pou es col·lapsi. Els efectes combinats de PAC de reduir la filtració i augmentar la viscositat del fluid de perforació poden millorar eficaçment l'estabilitat del pou.
Principi
El PAC impedeix que el fluid de perforació entri a la formació formant una capa sòlida de pastís de fang a la superfície de la paret del pou. Al mateix temps, la seva viscositat pot millorar l'adhesió de la superfície de la paret del pou i reduir la generació de microesquerdes en la formació, millorant així l'estabilitat mecànica del pou. A més, PAC també pot millorar la tixotropia del fluid de perforació, de manera que formi una forta força de suport quan està estacionari, i manté una fluïdesa adequada quan flueix, estabilitzant encara més la paret del pou.
4. Característiques de protecció del medi ambient
Amb la millora dels requisits de protecció del medi ambient, els productes químics utilitzats en els fluids de perforació han de tenir un bon rendiment de protecció del medi ambient. El PAC és un producte modificat de cel·lulosa natural, amb bona biodegradabilitat i baixa toxicitat, que compleix els requisits de protecció del medi ambient.
Principi
El PAC és un producte modificat químicament a base de cel·lulosa natural, no conté substàncies tòxiques i pot ser degradat per microorganismes del medi natural. En comparació amb els polímers sintètics, el PAC té menys impacte en el medi ambient i s'ajusta més als requisits de la perforació verda. Aquesta característica li confereix un clar avantatge en zones ambientalment sensibles i en la perforació en alta mar.
5. Resistència a la temperatura i a la sal
En entorns d'alta temperatura i sal, les argiles i polímers tradicionals sovint tenen dificultats per mantenir l'estabilitat dels fluids de perforació, mentre que el PAC presenta una bona resistència a la temperatura i la sal i pot mantenir l'eficàcia dels fluids de perforació en entorns complexos.
Principi
Els grups aniònics (com els grups carboxil) s'introdueixen a l'estructura molecular de la PAC. Aquests grups poden intercanviar ions amb ions de sal en un entorn alt en sal per mantenir l'estabilitat de l'estructura molecular. Al mateix temps, el PAC té una alta estabilitat tèrmica i no patirà una degradació significativa en condicions d'alta temperatura, assegurant la capacitat de control de la viscositat i la filtració del fluid de perforació. Per tant, el PAC té excel·lents efectes d'aplicació en purins d'aigua salada i pous d'alta temperatura.
6. Optimitzar la reologia del fluid de perforació
La reologia es refereix a les característiques de flux i deformació dels fluids de perforació sota força de tall. PAC pot ajustar la reologia dels fluids de perforació per garantir que tinguin una bona capacitat de transport de roques i puguin fluir lliurement al pou durant la perforació.
Principi
El PAC interactua amb altres components del fluid de perforació per formar una estructura de xarxa complexa i ajustar el valor de rendiment i les característiques d'aprimament del fluid de perforació. Aquest efecte regulador permet que el fluid de perforació mostri una bona capacitat de transport de roques i fluïdesa durant el procés de perforació, especialment en formacions complexes i pous d'alta pressió.
7. Anàlisi de casos
En aplicacions pràctiques, PAC s'utilitza àmpliament en diversos sistemes de fluids de perforació. Per exemple, en un projecte de perforació de pous profunds, es va utilitzar un fluid de perforació a base d'aigua que conté PAC. Els resultats van mostrar que PAC va reduir significativament la pèrdua de filtració del fluid de perforació, va millorar l'estabilitat del pou, va millorar l'eficiència de la perforació i va reduir la taxa d'accidents de fons causada per la contaminació de la formació. Al mateix temps, PAC també va funcionar bé en la perforació marina i encara pot controlar eficaçment el rendiment del fluid de perforació en condicions d'alta salinitat i alta temperatura per garantir el bon progrés de les operacions de perforació.
L'aplicació de la cel·lulosa polianiònica en la perforació de petroli es reflecteix principalment en les seves excel·lents característiques de reducció de la pèrdua de filtració, augment de la viscositat, millora de l'estabilitat del pou i la protecció del medi ambient. La seva aplicació en fluids de perforació a base d'aigua i petroli no només millora l'eficiència de la perforació i redueix les taxes d'accidents de fons, sinó que també és respectuosa amb el medi ambient i ajuda a assolir l'objectiu de la perforació verda. En condicions geològiques complexes i entorns d'alta temperatura i alta pressió, la temperatura i la resistència a la sal del PAC destaca encara més la seva importància en la perforació de petroli. Per tant, la cel·lulosa polianiònica ocupa una posició indispensable en la tecnologia moderna de perforació de petroli.
Hora de publicació: 14-juny-2024