La celulosa polianiónica (PAC) es un derivado de celulosa soluble en agua que se usa ampliamente en la perforación petrolera, principalmente para la preparación de fluidos de perforación. Se ha convertido en un aditivo importante en el sistema de fluidos de perforación debido a sus propiedades superiores, como mejora de la viscosidad, reducción de la pérdida de fluido, estabilidad y protección ambiental.
1. Reducir la pérdida de líquidos
El control de la pérdida de fluido es una función clave en la perforación petrolera. Cuando el fluido de perforación entra en contacto con la formación durante el proceso de perforación, puede causar la formación de revoque de lodo y la invasión de filtrado en la formación, lo que resulta en daños a la formación y afecta la eficiencia de la perforación. El PAC reduce efectivamente la pérdida de fluido y la invasión de filtrado en la formación al formar una película protectora en el fluido de perforación, reduciendo así la contaminación de la formación. Esta propiedad ayuda a mejorar la estabilidad del pozo y a proteger las formaciones de petróleo y gas.
Principio
El PAC se disuelve en agua para formar una solución coloidal con alta viscosidad. Cuando el fluido de perforación entra en contacto con la formación, las moléculas de PAC pueden formar una densa torta de lodo en la superficie de la formación para evitar una mayor penetración de la fase líquida. Esta torta de lodo tiene buena flexibilidad y tenacidad y puede soportar grandes diferencias de presión, reduciendo así eficazmente la pérdida de filtración.
2. Aumentar la viscosidad del fluido de perforación.
La mejora de la viscosidad es otra función importante del PAC en el fluido de perforación. El fluido de perforación debe tener una cierta viscosidad para transportar los recortes, a fin de garantizar la limpieza del pozo y mantener la estabilidad de la perforación. Como potenciador de la viscosidad, el PAC puede aumentar la viscosidad del fluido de perforación, mejorar la capacidad del fluido de perforación para transportar recortes y promover el retorno y descarga de recortes.
Principio
Las moléculas de PAC se disuelven en el fluido de perforación para formar una estructura de cadena polimérica, lo que aumenta la resistencia interna del fluido. Esta estructura puede aumentar significativamente la viscosidad aparente y el valor de rendimiento del fluido de perforación, y mejorar su capacidad para transportar y suspender recortes. Al mismo tiempo, el efecto de mejora de la viscosidad del PAC sigue siendo eficaz en condiciones de alta temperatura y alta presión, y es adecuado para la perforación de pozos profundos y condiciones geológicas complejas.
3. Mejorar la estabilidad del pozo
La estabilidad del pozo es un tema que requiere atención especial durante la perforación. El fluido de perforación debe poder estabilizar la pared del pozo para evitar que colapse. Los efectos combinados del PAC de reducir la filtración y aumentar la viscosidad del fluido de perforación pueden mejorar efectivamente la estabilidad del pozo.
Principio
El PAC evita que el fluido de perforación entre en la formación formando una capa sólida de torta de lodo en la superficie de la pared del pozo. Al mismo tiempo, su viscosidad puede mejorar la adhesión de la superficie de la pared del pozo y reducir la generación de microfisuras en la formación, mejorando así la estabilidad mecánica del pozo. Además, el PAC también puede mejorar la tixotropía del fluido de perforación, de modo que forme una fuerte fuerza de soporte cuando está estacionario y mantenga una fluidez adecuada cuando fluye, estabilizando aún más la pared del pozo.
4. Características de protección del medio ambiente.
Con la mejora de los requisitos de protección ambiental, los productos químicos utilizados en los fluidos de perforación deben tener un buen desempeño de protección ambiental. El PAC es un producto modificado de celulosa natural, con buena biodegradabilidad y baja toxicidad, que cumple con los requisitos de protección ambiental.
Principio
El PAC es un producto modificado químicamente a base de celulosa natural, no contiene sustancias tóxicas y puede ser degradado por microorganismos en el ambiente natural. En comparación con los polímeros sintéticos, el PAC tiene menos impacto en el medio ambiente y está más en línea con los requisitos de la perforación ecológica. Esta característica le confiere una clara ventaja en zonas medioambientalmente sensibles y en perforaciones marinas.
5. Resistencia a la temperatura y a la sal.
En ambientes de alta temperatura y alto contenido de sal, las arcillas y polímeros tradicionales a menudo tienen dificultades para mantener la estabilidad de los fluidos de perforación, mientras que el PAC exhibe buena resistencia a la temperatura y a la sal y puede mantener la efectividad de los fluidos de perforación en ambientes complejos.
Principio
Los grupos aniónicos (como los grupos carboxilo) se introducen en la estructura molecular del PAC. Estos grupos pueden intercambiar iones con iones de sal en un ambiente con alto contenido de sal para mantener la estabilidad de la estructura molecular. Al mismo tiempo, el PAC tiene una alta estabilidad térmica y no sufrirá una degradación significativa en condiciones de alta temperatura, lo que garantiza la capacidad de control de la viscosidad y la filtración del fluido de perforación. Por lo tanto, el PAC tiene excelentes efectos de aplicación en lodos de agua salada y pozos de alta temperatura.
6. Optimizar la reología del fluido de perforación
La reología se refiere a las características de flujo y deformación de los fluidos de perforación bajo fuerza cortante. PAC puede ajustar la reología de los fluidos de perforación para garantizar que tengan una buena capacidad de transporte de roca y puedan fluir libremente en el pozo durante la perforación.
Principio
El PAC interactúa con otros componentes en el fluido de perforación para formar una estructura de red compleja y ajustar el valor de rendimiento y las características de adelgazamiento por corte del fluido de perforación. Este efecto regulador permite que el fluido de perforación muestre buena capacidad de transporte de roca y fluidez durante el proceso de perforación, especialmente en formaciones complejas y pozos de alta presión.
7. Análisis de casos
En aplicaciones prácticas, el PAC se utiliza ampliamente en diversos sistemas de fluidos de perforación. Por ejemplo, en un proyecto de perforación de pozos profundos, se utilizó un fluido de perforación a base de agua que contenía PAC. Los resultados mostraron que el PAC redujo significativamente la pérdida por filtración del fluido de perforación, mejoró la estabilidad del pozo, mejoró la eficiencia de la perforación y redujo la tasa de accidentes en el fondo del pozo causados por la contaminación de la formación. Al mismo tiempo, el PAC también tuvo un buen desempeño en la perforación marina y aún puede controlar eficazmente el rendimiento del fluido de perforación en condiciones de alta salinidad y alta temperatura para garantizar el buen progreso de las operaciones de perforación.
La aplicación de la celulosa polianiónica en la perforación petrolera se refleja principalmente en sus excelentes características de reducir la pérdida por filtración, aumentar la viscosidad, mejorar la estabilidad del pozo y la protección ambiental. Su aplicación en fluidos de perforación a base de agua y petróleo no solo mejora la eficiencia de la perforación y reduce las tasas de accidentes en el fondo del pozo, sino que también es respetuosa con el medio ambiente y ayuda a lograr el objetivo de la perforación ecológica. En condiciones geológicas complejas y entornos de alta temperatura y alta presión, la resistencia a la temperatura y a la sal del PAC resalta aún más su importancia en la extracción de petróleo. Por lo tanto, la celulosa polianiónica ocupa una posición indispensable en la tecnología moderna de extracción de petróleo.
Hora de publicación: 14 de junio de 2024