Στη βιομηχανία γεωτρήσεων, διάφορες λάσπες (ή υγρά γεώτρησης) είναι βασικά υλικά για τη διασφάλιση της ομαλής εξέλιξης της διαδικασίας γεώτρησης. Ειδικά σε πολύπλοκα γεωλογικά περιβάλλοντα, η επιλογή και η προετοιμασία της λάσπης γεώτρησης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην αποτελεσματικότητα, την ασφάλεια και τον έλεγχο του κόστους των εργασιών γεώτρησης. άμεσο αντίκτυπο.Υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC)είναι ένα φυσικό παράγωγο κυτταρίνης που παίζει σημαντικό ρόλο ως πρόσθετο στη λάσπη γεώτρησης. Έχει καλή πύκνωση, ρεολογία, αντιρρυπαντικές ιδιότητες και υψηλή περιβαλλοντικά ασφαλή, χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα υγρών γεώτρησης.
1. Χαρακτηριστικά και χημική δομή του HEC
Το HEC είναι μια υδατοδιαλυτή, μη τοξική και αβλαβής φυσική ένωση πολυμερούς. Η χημικά τροποποιημένη κυτταρίνη εισάγει ομάδες υδροξυαιθυλίου στη μοριακή της δομή, σχηματίζοντας έτσι ένα ισχυρό παχυντικό αποτέλεσμα και υδατοδιαλυτότητα. Η εφαρμογή του HEC στα υγρά γεώτρησης βασίζεται κυρίως στις υδρόφιλες ομάδες (υδροξυλικές και υδροξυαιθυλικές ομάδες) στη μοριακή του αλυσίδα. Αυτές οι ομάδες μπορούν να σχηματίσουν ένα καλό δίκτυο δεσμών υδρογόνου σε υδατικό διάλυμα, δίνοντας στο διάλυμα ιδιότητες αύξησης του ιξώδους. .
2. Ο κύριος ρόλος του HEC στη λάσπη γεώτρησης
Επίδραση πηκτικού παράγοντα
Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες του HEC στα υγρά γεώτρησης είναι ως παχυντής. Τα χαρακτηριστικά υψηλού ιξώδους του HEC μπορούν να αυξήσουν σημαντικά το ιξώδες του ρευστού γεώτρησης, διασφαλίζοντας ότι το υγρό γεώτρησης έχει επαρκή ικανότητα στήριξης για να βοηθήσει στη μεταφορά μοσχευμάτων και σωματιδίων άμμου και στη μεταφορά των υπολειμμάτων γεώτρησης από τον πυθμένα του φρεατίου στην επιφάνεια. Η αύξηση του ιξώδους του ρευστού διάτρησης βοηθά επίσης στη μείωση της τριβής στο εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα διάτρησης, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση της γεώτρησης. Επιπλέον, οι ισχυρές ιδιότητες πάχυνσης και το σταθερό ιξώδες του HEC του επιτρέπουν να επιτυγχάνει ιδανικά αποτελέσματα πάχυνσης σε χαμηλές συγκεντρώσεις, μειώνοντας αποτελεσματικά το κόστος διάτρησης.
Ο ρόλος του παράγοντα ελέγχου της απώλειας υγρών
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάτρησης, ο έλεγχος της απώλειας ρευστού του ρευστού γεώτρησης είναι σημαντικός παράγοντας. Ο έλεγχος της απώλειας υγρών είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της σταθερότητας του τοιχώματος του φρεατίου για την αποφυγή υπερβολικής διείσδυσης του νερού λάσπης στον σχηματισμό, προκαλώντας κατάρρευση σχηματισμού ή αστάθεια του τοιχώματος του φρεατίου. Λόγω των καλών ιδιοτήτων ενυδάτωσης του, το HEC μπορεί να σχηματίσει ένα πυκνό στρώμα κέικ φίλτρου στο τοίχωμα του φρεατίου, μειώνοντας τον ρυθμό διείσδυσης του νερού στο υγρό γεώτρησης στον σχηματισμό, ελέγχοντας έτσι αποτελεσματικά την απώλεια υγρού της λάσπης. Αυτό το κέικ φίλτρου όχι μόνο έχει καλή σκληρότητα και αντοχή, αλλά μπορεί επίσης να προσαρμοστεί σε διαφορετικά γεωλογικά στρώματα, διατηρώντας έτσι τη σταθερότητα του τοιχώματος του φρεατίου σε βαθιά πηγάδια και περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας.
Ρεολογικοί παράγοντες και έλεγχος ροής
Το HEC παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της ρευστότητας στη λάσπη γεώτρησης. Η ρεολογία του ρευστού γεώτρησης αναφέρεται στην παραμόρφωση ή την ικανότητα ροής του υπό τη δράση της διατμητικής τάσης. Όσο καλύτερη είναι η ρεολογία, τόσο πιο ιδανικό είναι το υγρό γεώτρησης για τη μετάδοση της πίεσης και τη μεταφορά μοσχευμάτων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάτρησης. Το HEC μπορεί να προσαρμόσει τις ρεολογικές ιδιότητες του ρευστού γεώτρησης αλλάζοντας το ιξώδες και τη ρευστότητά του, βελτιώνοντας έτσι το αποτέλεσμα διάτμησης της αραίωσης της λάσπης, επιτρέποντας στη λάσπη να ρέει ομαλά στον σωλήνα γεώτρησης και βελτιώνοντας το αποτέλεσμα λίπανσης της λάσπης. Ειδικά στη διαδικασία γεώτρησης βαθιών και οριζόντιων γεωτρήσεων, η επίδραση ρεολογικής προσαρμογής του HEC είναι ιδιαίτερα σημαντική.
Βελτιωμένος καθαρισμός φρεατίων
Το παχυντικό αποτέλεσμα του HEC όχι μόνο συμβάλλει στην ικανότητα της λάσπης γεώτρησης να μεταφέρει και να αναρτά τα μοσχεύματα του γεωτρύπανου, αλλά επίσης συμβάλλει στην ενίσχυση της καθαριότητας του φρεατίου. Κατά τη διαδικασία της γεώτρησης, θα παραχθεί μεγάλη ποσότητα μοσχευμάτων στο φρεάτιο. Εάν αυτά τα μοσχεύματα δεν μπορούν να εκτελεστούν αποτελεσματικά από τη λάσπη, μπορεί να συσσωρευτούν στον πυθμένα του φρεατίου και να σχηματίσουν ιζήματα με οπή πυθμένα, αυξάνοντας έτσι την αντίσταση του τρυπανιού και επηρεάζοντας την πρόοδο της γεώτρησης. Λόγω των αποτελεσματικών ιδιοτήτων πάχυνσής του, το HEC μπορεί να βοηθήσει τη λάσπη να αναρτήσει και να μεταφέρει τα μοσχεύματα του τρυπανιού πιο αποτελεσματικά, διασφαλίζοντας έτσι την καθαρότητα του φρεατίου και αποτρέποντας τη συσσώρευση ιζημάτων.
Αντιρρυπαντικό αποτέλεσμα
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης, η λάσπη συχνά μολύνεται από διαφορετικά ορυκτά και υγρά σχηματισμού, προκαλώντας αστοχία λάσπης. Οι αντιρρυπαντικές ιδιότητες του HEC είναι ένα άλλο σημαντικό πλεονέκτημα. Το HEC είναι σταθερό σε διαφορετικές συνθήκες pH και έχει ισχυρή αντιδιατακτική ικανότητα σε πολυσθενή ιόντα όπως το ασβέστιο και το μαγνήσιο, γεγονός που του επιτρέπει να διατηρεί σταθερό ιξώδες και παχυντικά αποτελέσματα σε σχηματισμούς που περιέχουν ορυκτά, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο αστοχίας του υγρού γεώτρησης σε μολυσμένο περιβάλλον.
Φιλικό προς το περιβάλλον και βιοδιασπώμενο
ΑπόHECείναι ένα φυσικό πολυμερές υλικό, έχει καλή βιοδιασπασιμότητα και φιλικό προς το περιβάλλον. Στο πλαίσιο των σταδιακά αυξανόμενων απαιτήσεων περιβαλλοντικής προστασίας, τα χαρακτηριστικά βιοδιασπασιμότητας του HEC το καθιστούν σημαντικό συστατικό των φιλικών προς το περιβάλλον συστημάτων υγρών γεώτρησης. Το HEC δεν θα προκαλέσει σημαντική ρύπανση στο περιβάλλον κατά τη χρήση και δεν θα έχει αρνητικές επιπτώσεις στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα μετά την υποβάθμιση. Ως εκ τούτου, είναι ένα υψηλής ποιότητας φιλικό προς το περιβάλλον πρόσθετο.
3. Προκλήσεις και μελλοντική εξέλιξη σε εφαρμογές HEC
Αν και το HEC έχει διάφορα πλεονεκτήματα στη λάσπη γεώτρησης, η απόδοσή του υπό ακραίες συνθήκες γεώτρησης όπως η υψηλή θερμοκρασία και πίεση πρέπει να βελτιωθεί περαιτέρω. Για παράδειγμα, το HEC μπορεί να υποστεί θερμική αποικοδόμηση σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα η λάσπη να χάσει το ιξώδες και τα αποτελέσματα πάχυνσης. Επομένως, προκειμένου να λειτουργήσει σε πιο περίπλοκα και ακραία περιβάλλοντα γεώτρησης, η έρευνα τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να επικεντρώνεται στην τροποποίηση του HEC για τη βελτίωση της σταθερότητας σε υψηλές θερμοκρασίες και της αντοχής σε υψηλή πίεση. Για παράδειγμα, με την εισαγωγή παραγόντων διασταύρωσης, ομάδων αντίστασης σε υψηλή θερμοκρασία και άλλων μεθόδων χημικής τροποποίησης στη μοριακή αλυσίδα HEC, η απόδοση του HEC υπό ακραίες συνθήκες μπορεί να βελτιωθεί και να προσαρμοστεί στις ανάγκες πιο απαιτητικών γεωλογικών περιβαλλόντων.
Ως σημαντικό συστατικό της λάσπης γεώτρησης, το HEC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη μηχανική γεώτρησης λόγω των ιδιοτήτων πάχυνσης, αντιδιήθησης, ρεολογικής ρύθμισης, αντιρρύπανσης και φιλικότητας προς το περιβάλλον. Στο μέλλον, καθώς αυξάνεται το βάθος και η πολυπλοκότητα της γεώτρησης, θα αυξηθούν και οι απαιτήσεις απόδοσης για το HEC. Με τη βελτιστοποίηση και την τροποποίηση του HEC, το πεδίο εφαρμογής του στα υγρά γεώτρησης θα επεκταθεί περαιτέρω για να καλύψει τις ανάγκες πιο αυστηρών περιβαλλόντων γεώτρησης. .
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-14-2024