Polyanionische Cellulose (PAC) ist ein wasserlösliches Cellulosederivat, das häufig bei der Ölförderung verwendet wird, hauptsächlich zur Herstellung von Bohrflüssigkeit. Aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften wie Viskositätserhöhung, Reduzierung des Flüssigkeitsverlusts, Stabilität und Umweltschutz ist es zu einem wichtigen Zusatzstoff im Bohrspülsystem geworden.
1. Reduzieren Sie den Flüssigkeitsverlust
Die Kontrolle des Flüssigkeitsverlusts ist eine Schlüsselfunktion beim Ölbohren. Wenn die Bohrflüssigkeit während des Bohrvorgangs mit der Formation in Kontakt kommt, kann es zur Bildung von Schlammkuchen und zum Eindringen von Filtrat in die Formation kommen, was zu Formationsschäden führt und die Bohreffizienz beeinträchtigt. PAC reduziert effektiv den Flüssigkeitsverlust und das Eindringen von Filtrat in die Formation, indem es einen Schutzfilm in der Bohrflüssigkeit bildet und so die Verschmutzung der Formation verringert. Diese Eigenschaft trägt zur Verbesserung der Bohrlochstabilität und zum Schutz von Öl- und Gasformationen bei.
Prinzip
PAC löst sich in Wasser und bildet eine kolloidale Lösung mit hoher Viskosität. Wenn die Bohrflüssigkeit mit der Formation in Kontakt kommt, können die PAC-Moleküle einen dichten Schlammkuchen auf der Oberfläche der Formation bilden, um ein weiteres Eindringen der flüssigen Phase zu verhindern. Dieser Schlammkuchen weist eine gute Flexibilität und Zähigkeit auf und kann großen Druckunterschieden standhalten, wodurch der Filtrationsverlust wirksam reduziert wird.
2. Erhöhen Sie die Viskosität der Bohrflüssigkeit
Die Erhöhung der Viskosität ist eine weitere wichtige Funktion von PAC in Bohrflüssigkeiten. Bohrflüssigkeit muss eine bestimmte Viskosität haben, um das Bohrklein zurückzutransportieren, um die Sauberkeit des Bohrlochs zu gewährleisten und die Bohrstabilität aufrechtzuerhalten. Als Viskositätsverstärker kann PAC die Viskosität der Bohrflüssigkeit erhöhen, die Fähigkeit der Bohrflüssigkeit, Bohrklein zu transportieren, verbessern und die Rückführung und den Abfluss von Bohrklein fördern.
Prinzip
PAC-Moleküle lösen sich in der Bohrflüssigkeit auf und bilden eine Polymerkettenstruktur, die den Innenwiderstand der Flüssigkeit erhöht. Diese Struktur kann die scheinbare Viskosität und den Fließwert der Bohrflüssigkeit erheblich erhöhen und ihre Fähigkeit verbessern, Bohrklein zu transportieren und aufzuhängen. Gleichzeitig ist der viskositätserhöhende Effekt von PAC auch unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen wirksam und eignet sich für Tiefbrunnenbohrungen und komplexe geologische Bedingungen.
3. Verbessern Sie die Stabilität des Bohrlochs
Die Bohrlochstabilität ist ein Thema, das beim Bohren besondere Aufmerksamkeit erfordert. Die Bohrflüssigkeit muss in der Lage sein, die Bohrlochwand zu stabilisieren, um ein Einsturz der Bohrlochwand zu verhindern. Die kombinierten Effekte von PAC, nämlich die Reduzierung der Filtration und die Erhöhung der Viskosität der Bohrflüssigkeit, können die Stabilität des Bohrlochs wirksam verbessern.
Prinzip
PAC verhindert das Eindringen von Bohrflüssigkeit in die Formation, indem es eine feste Schlammkuchenschicht auf der Oberfläche der Bohrlochwand bildet. Gleichzeitig kann seine Viskosität die Haftung an der Bohrlochwandoberfläche verbessern und die Entstehung von Mikrorissen in der Formation verringern, wodurch die mechanische Stabilität des Bohrlochs verbessert wird. Darüber hinaus kann PAC auch die Thixotropie der Bohrflüssigkeit verbessern, so dass sie im stationären Zustand eine starke Stützkraft bildet und beim Fließen die entsprechende Fließfähigkeit beibehält, wodurch die Bohrlochwand weiter stabilisiert wird.
4. Umweltschutzmerkmale
Angesichts der Verbesserung der Umweltschutzanforderungen müssen die in Bohrflüssigkeiten verwendeten Chemikalien eine gute Umweltschutzleistung aufweisen. PAC ist ein modifiziertes Produkt aus natürlicher Zellulose mit guter biologischer Abbaubarkeit und geringer Toxizität, das den Umweltschutzanforderungen entspricht.
Prinzip
PAC ist ein chemisch modifiziertes Produkt auf Basis natürlicher Zellulose, enthält keine giftigen Stoffe und kann in der natürlichen Umgebung von Mikroorganismen abgebaut werden. Im Vergleich zu synthetischen Polymeren hat PAC weniger Auswirkungen auf die Umwelt und entspricht eher den Anforderungen umweltfreundlicher Bohrungen. Diese Eigenschaft verschafft ihm einen klaren Vorteil in umweltsensiblen Bereichen und bei Offshore-Bohrungen.
5. Temperatur- und Salzbeständigkeit
In Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Salzgehalt haben herkömmliche Tone und Polymere häufig Schwierigkeiten, die Stabilität von Bohrflüssigkeiten aufrechtzuerhalten, während PAC eine gute Temperatur- und Salzbeständigkeit aufweist und die Wirksamkeit von Bohrflüssigkeiten in komplexen Umgebungen aufrechterhalten kann.
Prinzip
Anionische Gruppen (z. B. Carboxylgruppen) werden in die Molekülstruktur von PAC eingeführt. Diese Gruppen können in einer Umgebung mit hohem Salzgehalt Ionen mit Salzionen austauschen, um die Stabilität der Molekülstruktur aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig verfügt PAC über eine hohe thermische Stabilität und unterliegt unter Hochtemperaturbedingungen keiner nennenswerten Zersetzung, wodurch die Viskosität und die Filtrationskontrollfähigkeit der Bohrspülung gewährleistet sind. Daher hat PAC hervorragende Anwendungseffekte in Salzwasserschlämmen und Hochtemperaturbrunnen.
6. Optimieren Sie die Rheologie der Bohrflüssigkeit
Rheologie bezieht sich auf die Fließ- und Verformungseigenschaften von Bohrflüssigkeiten unter Scherkraft. PAC kann die Rheologie von Bohrflüssigkeiten anpassen, um sicherzustellen, dass sie eine gute Gesteinstragfähigkeit haben und während des Bohrens frei im Bohrloch fließen können.
Prinzip
PAC interagiert mit anderen Komponenten in der Bohrflüssigkeit, um eine komplexe Netzwerkstruktur zu bilden und den Fließwert und die Scherverdünnungseigenschaften der Bohrflüssigkeit anzupassen. Diese regulierende Wirkung ermöglicht es der Bohrspülung, während des Bohrvorgangs eine gute Gesteinstragfähigkeit und Fließfähigkeit zu zeigen, insbesondere in komplexen Formationen und Hochdruckbohrungen.
7. Fallanalyse
In praktischen Anwendungen wird PAC häufig in verschiedenen Bohrspülsystemen eingesetzt. Beispielsweise wurde bei einem Tiefbrunnenbohrprojekt eine wasserbasierte Bohrflüssigkeit mit PAC verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass PAC den Filtrationsverlust der Bohrflüssigkeit erheblich reduzierte, die Stabilität des Bohrlochs erhöhte, die Bohreffizienz verbesserte und die durch Formationsverschmutzung verursachte Unfallrate im Bohrloch verringerte. Gleichzeitig hat PAC auch bei Meeresbohrungen gute Ergebnisse erzielt und kann die Leistung der Bohrflüssigkeit auch unter Bedingungen mit hohem Salzgehalt und hohen Temperaturen effektiv steuern, um einen reibungslosen Ablauf der Bohrarbeiten sicherzustellen.
Die Anwendung von polyanionischer Cellulose bei der Ölbohrung spiegelt sich hauptsächlich in ihren hervorragenden Eigenschaften wider, den Filtrationsverlust zu reduzieren, die Viskosität zu erhöhen, die Bohrlochstabilität zu verbessern und die Umwelt zu schützen. Seine Anwendung in Bohrflüssigkeiten auf Wasser- und Ölbasis verbessert nicht nur die Bohreffizienz und verringert die Unfallrate im Bohrloch, sondern ist auch umweltfreundlich und trägt dazu bei, das Ziel des umweltfreundlichen Bohrens zu erreichen. Unter komplexen geologischen Bedingungen und Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck unterstreicht die Temperatur- und Salzbeständigkeit von PAC seine Bedeutung bei der Ölförderung. Daher nimmt polyanionische Cellulose eine unverzichtbare Stellung in der modernen Ölbohrtechnologie ein.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 14. Juni 2024