Polyaniontová celulóza (PAC) je ve vodě rozpustný derivát celulózy, který se široce používá při ropných vrtech, zejména pro přípravu vrtné kapaliny. Stala se důležitou přísadou v systému vrtné kapaliny díky svým vynikajícím vlastnostem, jako je zvýšení viskozity, snížení ztrát kapaliny, stabilita a ochrana životního prostředí.
1. Snižte ztráty tekutin
Kontrola ztráty kapaliny je klíčovou funkcí při těžbě ropy. Když se vrtná kapalina dostane do kontaktu s formací během procesu vrtání, může to způsobit tvorbu kalového koláče a invazi filtrátu do formace, což má za následek poškození formace a ovlivnění účinnosti vrtání. PAC účinně snižuje ztráty kapaliny a invazi filtrátu do formace vytvořením ochranného filmu ve vrtné kapalině, čímž se sníží znečištění formace. Tato vlastnost pomáhá zlepšit stabilitu vrtu a chránit ropné a plynové formace.
Princip
PAC se rozpouští ve vodě za vzniku koloidního roztoku s vysokou viskozitou. Když se vrtná kapalina dostane do kontaktu s formací, molekuly PAC mohou vytvořit hustý kalový koláč na povrchu formace, aby se zabránilo dalšímu pronikání kapalné fáze. Tento kalový koláč má dobrou pružnost a houževnatost a dokáže odolat velkým tlakovým rozdílům, čímž účinně snižuje filtrační ztráty.
2. Zvyšte viskozitu vrtné kapaliny
Zvýšení viskozity je další důležitou funkcí PAC ve vrtné kapalině. Vrtná kapalina musí mít určitou viskozitu, aby mohla odvádět řezy zpět, aby byla zajištěna čistota vrtu a zachována stabilita vrtání. Jako prostředek na zvýšení viskozity může PAC zvýšit viskozitu vrtné kapaliny, zvýšit schopnost vrtné kapaliny přenášet odřezky a podporovat návrat a vypouštění odřezků.
Princip
Molekuly PAC se rozpouštějí ve vrtné kapalině a vytvářejí strukturu polymerního řetězce, která zvyšuje vnitřní odpor kapaliny. Tato struktura může významně zvýšit zdánlivou viskozitu a hodnotu kluzu vrtné kapaliny a zlepšit její schopnost nést a zavěšovat odřezky. Současně je účinek PAC na zvýšení viskozity stále účinný za podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku a je vhodný pro vrtání hlubokých vrtů a složité geologické podmínky.
3. Zlepšete stabilitu vrtu
Stabilita vrtu je problém, který vyžaduje zvláštní pozornost při vrtání. Vrtná kapalina musí být schopna stabilizovat stěnu vrtu, aby se zabránilo zřícení stěny vrtu. Kombinované účinky PAC na snížení filtrace a zvýšení viskozity ve vrtné kapalině mohou účinně zvýšit stabilitu vrtu.
Princip
PAC zabraňuje vnikání vrtné kapaliny do formace tím, že na povrchu stěny vrtu vytváří pevnou vrstvu kalového koláče. Zároveň jeho viskozita může zvýšit přilnavost povrchu stěny vrtu a snížit tvorbu mikrotrhlin ve formaci, čímž se zlepší mechanická stabilita vrtu. Kromě toho může PAC také zlepšit tixotropii vrtné kapaliny, takže vytváří silnou podpůrnou sílu, když je stacionární, a udržuje vhodnou tekutost, když proudí, čímž dále stabilizuje stěnu vrtu.
4. Charakteristika ochrany životního prostředí
Se zlepšením požadavků na ochranu životního prostředí musí mít chemikálie používané ve vrtných kapalinách dobrý výkon v oblasti ochrany životního prostředí. PAC je modifikovaný produkt přírodní celulózy s dobrou biologickou odbouratelností a nízkou toxicitou, který splňuje požadavky na ochranu životního prostředí.
Princip
PAC je chemicky upravený produkt na bázi přírodní celulózy, neobsahuje toxické látky a může být degradován mikroorganismy v přirozeném prostředí. Ve srovnání se syntetickými polymery má PAC menší dopad na životní prostředí a je více v souladu s požadavky zeleného vrtání. Tato vlastnost mu dává jasnou výhodu v ekologicky citlivých oblastech a při vrtání na moři.
5. Odolnost vůči teplotě a soli
V prostředí s vysokou teplotou a vysokým obsahem soli mají tradiční jíly a polymery často potíže s udržením stability vrtných výplachů, zatímco PAC vykazuje dobrou odolnost vůči teplotám a solím a může zachovat účinnost vrtných výplachů ve složitých prostředích.
Princip
Aniontové skupiny (jako jsou karboxylové skupiny) jsou zavedeny do molekulární struktury PAC. Tyto skupiny mohou vyměňovat ionty s ionty solí v prostředí s vysokým obsahem soli, aby byla zachována stabilita molekulární struktury. Současně má PAC vysokou tepelnou stabilitu a nepodléhá významné degradaci za podmínek vysokých teplot, což zajišťuje schopnost vrtného výplachu řídit viskozitu a filtraci. Proto má PAC vynikající aplikační účinky v kalech ve slané vodě a vysokoteplotních vrtech.
6. Optimalizujte reologii vrtné kapaliny
Reologie se týká proudění a deformačních charakteristik vrtných výplachů pod smykovou silou. PAC může upravit reologii vrtných výplachů, aby bylo zajištěno, že mají dobrou kapacitu pro přenos horniny a mohou volně proudit ve vrtu během vrtání.
Princip
PAC interaguje s ostatními součástmi ve vrtném výplachu a vytváří komplexní síťovou strukturu a upravuje hodnotu výnosu a charakteristiky smykového ztenčování vrtného výplachu. Tento regulační účinek umožňuje vrtné kapalině vykazovat dobrou nosnost hornin a tekutost během procesu vrtání, zejména ve složitých útvarech a vysokotlakých vrtech.
7. Případová analýza
V praktických aplikacích je PAC široce používán v různých systémech vrtných kapalin. Například při projektu vrtání hlubokých vrtů byla použita vrtná kapalina na vodní bázi obsahující PAC. Výsledky ukázaly, že PAC významně snížilo filtrační ztráty vrtné kapaliny, zlepšilo stabilitu vrtu, zlepšilo účinnost vrtání a snížilo nehodovost vrtů způsobenou znečištěním z formace. Současně si PAC také vedl dobře při vrtání na moři a stále může účinně řídit výkon vrtné kapaliny za podmínek vysoké salinity a vysoké teploty, aby byl zajištěn hladký průběh vrtných operací.
Použití polyaniontové celulózy při ropných vrtech se odráží především v jejích vynikajících vlastnostech snížení filtračních ztrát, zvýšení viskozity, zlepšení stability vrtu a ochrany životního prostředí. Jeho použití ve vrtných kapalinách na vodní a olejové bázi nejen zlepšuje efektivitu vrtání a snižuje nehodovost ve vrtech, ale je také šetrné k životnímu prostředí a pomáhá dosáhnout cíle zeleného vrtání. Ve složitých geologických podmínkách a v prostředí s vysokou teplotou a vysokým tlakem odolnost PAC vůči teplotě a solím dále zdůrazňuje jeho význam při těžbě ropy. Polyaniontová celulóza proto zaujímá v moderní technologii těžby ropy nepostradatelné postavení.
Čas odeslání: 14. června 2024