Polyanionisk cellulose (PAC) er et vandopløseligt cellulosederivat, der er meget udbredt i olieboring, hovedsageligt til fremstilling af borevæske. Det er blevet et vigtigt additiv i borevæskesystemet på grund af dets overlegne egenskaber, såsom viskositetsforøgelse, reduktion af væsketab, stabilitet og miljøbeskyttelse.
1. Reducer væsketab
Kontrol af væsketab er en nøglefunktion ved olieboring. Når borevæsken kommer i kontakt med formationen under boreprocessen, kan det forårsage mudderkagedannelse og filtratinvasion i formationen, hvilket resulterer i formationsbeskadigelse og påvirker boreeffektiviteten. PAC reducerer effektivt væsketab og filtratinvasion i formationen ved at danne en beskyttende film i borevæsken og derved reducere formationens forurening. Denne egenskab hjælper med at forbedre borehullets stabilitet og beskytter olie- og gasformationer.
Princip
PAC opløses i vand for at danne en kolloid opløsning med høj viskositet. Når borevæsken kommer i kontakt med formationen, kan PAC-molekylerne danne en tæt mudderkage på overfladen af formationen for at forhindre yderligere penetrering af væskefasen. Denne mudderkage har god fleksibilitet og sejhed, og kan modstå store trykforskelle, hvorved filtreringstabet effektivt reduceres.
2. Øg borevæskens viskositet
Viskositetsforøgelse er en anden vigtig funktion af PAC i borevæske. Borevæske skal have en vis viskositet for at transportere spåner tilbage for at sikre brøndboringens renhed og opretholde borestabilitet. Som en viskositetsforstærker kan PAC øge viskositeten af borevæske, forbedre borevæskens evne til at transportere stiklinger og fremme tilbagevenden og udledning af borespåner.
Princip
PAC-molekyler opløses i borevæske for at danne en polymerkædestruktur, som øger væskens indre modstand. Denne struktur kan øge den tilsyneladende viskositet og udbytteværdien af borevæsken betydeligt og forbedre dens evne til at bære og suspendere spåner. Samtidig er PAC's viskositetsforøgende effekt stadig effektiv under høje temperatur- og højtryksforhold og er velegnet til dyb brøndboring og komplekse geologiske forhold.
3. Forbedre borehullets stabilitet
Boringsstabilitet er et problem, der kræver særlig opmærksomhed under boring. Borevæsken skal være i stand til at stabilisere brøndboringsvæggen for at forhindre brøndboringsvæggen i at kollapse. PAC's kombinerede effekter med at reducere filtrering og øge viskositeten i borevæske kan effektivt forbedre brøndboringsstabiliteten.
Princip
PAC forhindrer borevæske i at trænge ind i formationen ved at danne et fast mudderkagelag på overfladen af brøndvæggen. Samtidig kan dets viskositet øge vedhæftningen af brøndvæggens overflade og reducere dannelsen af mikrorevner i formationen, hvorved den mekaniske stabilitet af brøndboringen forbedres. Derudover kan PAC også forbedre tixotropien af borevæsken, så den danner en stærk støttekraft, når den er stationær, og bibeholder passende fluiditet, når den strømmer, hvilket yderligere stabiliserer brøndvæggen.
4. Miljøbeskyttelsesegenskaber
Med forbedringen af miljøbeskyttelseskravene skal kemikalier, der anvendes i borevæsker, have en god miljøbeskyttelsesydelse. PAC er et modificeret produkt af naturlig cellulose, med god biologisk nedbrydelighed og lav toksicitet, som opfylder miljøbeskyttelseskrav.
Princip
PAC er et kemisk modificeret produkt baseret på naturlig cellulose, indeholder ikke giftige stoffer og kan nedbrydes af mikroorganismer i det naturlige miljø. Sammenlignet med syntetiske polymerer har PAC mindre indvirkning på miljøet og er mere i overensstemmelse med kravene til grøn boring. Denne egenskab giver den en klar fordel i miljøfølsomme områder og offshore-boringer.
5. Temperatur- og saltbestandighed
I miljøer med høj temperatur og højt saltindhold har traditionelle lertyper og polymerer ofte svært ved at opretholde stabiliteten af borevæsker, mens PAC udviser god temperatur- og saltbestandighed og kan opretholde effektiviteten af borevæsker i komplekse miljøer.
Princip
Anioniske grupper (såsom carboxylgrupper) indføres i PAC's molekylære struktur. Disse grupper kan udveksle ioner med saltioner i et miljø med højt saltindhold for at opretholde stabiliteten af den molekylære struktur. Samtidig har PAC høj termisk stabilitet og vil ikke undergå væsentlig nedbrydning under høje temperaturforhold, hvilket sikrer borevæskens viskositets- og filtreringskontrolevne. Derfor har PAC fremragende påføringseffekter i saltvandsgylle og højtemperaturbrønde.
6. Optimer borevæskes reologi
Rheologi refererer til strømnings- og deformationskarakteristika for borevæsker under forskydningskraft. PAC kan justere reologien af borevæsker for at sikre, at de har god klippebæreevne og kan flyde frit i brøndboringen under boring.
Princip
PAC interagerer med andre komponenter i borevæsken for at danne en kompleks netværksstruktur og justere udbytteværdien og forskydningsfortyndingskarakteristika for borevæsken. Denne regulerende effekt gør det muligt for borevæsken at vise god klippebæreevne og fluiditet under boreprocessen, især i komplekse formationer og højtryksbrønde.
7. Caseanalyse
I praktiske applikationer er PAC meget udbredt i forskellige borevæskesystemer. For eksempel blev der brugt en vandbaseret borevæske indeholdende PAC i et dybbrøndboringsprojekt. Resultaterne viste, at PAC signifikant reducerede filtreringstabet af borevæsken, forbedrede brøndboringens stabilitet, forbedrede boreeffektiviteten og reducerede ulykkesraten nede i borehullet forårsaget af formationsforurening. Samtidig klarede PAC sig også godt i marineboringer og kan stadig effektivt kontrollere borevæskens ydeevne under høje saltholdigheds- og høje temperaturforhold for at sikre en jævn fremgang af boreoperationer.
Anvendelsen af polyanionisk cellulose i olieboring afspejles hovedsageligt i dens fremragende egenskaber ved at reducere filtreringstab, øge viskositeten, forbedre borehullets stabilitet og miljøbeskyttelse. Dens anvendelse i vandbaserede og oliebaserede borevæsker forbedrer ikke kun boreeffektiviteten og reducerer ulykkesraten i borehullet, men er også miljøvenlig og hjælper med at nå målet om grøn boring. Under komplekse geologiske forhold og høje temperaturer og højtryksmiljøer understreger PAC's temperatur- og saltbestandighed yderligere dens betydning ved olieboring. Derfor indtager polyanionisk cellulose en uundværlig position i moderne olieboringsteknologi.
Indlægstid: 14-jun-2024