La cellulose polyanionique (PAC) est un dérivé de cellulose hydrosoluble largement utilisé dans le forage pétrolier, principalement pour la préparation de fluides de forage. Il est devenu un additif important dans le système de fluide de forage en raison de ses propriétés supérieures, telles que l'amélioration de la viscosité, la réduction des pertes de fluide, la stabilité et la protection de l'environnement.
1. Réduire la perte de liquide
Le contrôle des pertes de fluides est une fonction clé dans le forage pétrolier. Lorsque le fluide de forage entre en contact avec la formation pendant le processus de forage, il peut provoquer la formation de gâteaux de boue et l'invasion de filtrats dans la formation, entraînant des dommages à la formation et affectant l'efficacité du forage. PAC réduit efficacement la perte de fluide et l’invasion du filtrat dans la formation en formant un film protecteur dans le fluide de forage, réduisant ainsi la pollution de la formation. Cette propriété contribue à améliorer la stabilité des puits de forage et à protéger les formations pétrolières et gazières.
Principe
Le PAC se dissout dans l'eau pour former une solution colloïdale à haute viscosité. Lorsque le fluide de forage entre en contact avec la formation, les molécules PAC peuvent former un gâteau de boue dense à la surface de la formation pour empêcher une pénétration ultérieure de la phase liquide. Ce gâteau de boue a une bonne flexibilité et ténacité et peut résister à de grandes différences de pression, réduisant ainsi efficacement la perte de filtration.
2. Augmenter la viscosité du fluide de forage
L’amélioration de la viscosité est une autre fonction importante du PAC dans le fluide de forage. Le fluide de forage doit avoir une certaine viscosité pour ramener les déblais, afin d'assurer la propreté du puits de forage et de maintenir la stabilité du forage. En tant qu'agent améliorant la viscosité, le PAC peut augmenter la viscosité du fluide de forage, améliorer la capacité du fluide de forage à transporter les déblais et favoriser le retour et l'évacuation des déblais.
Principe
Les molécules PAC se dissolvent dans le fluide de forage pour former une structure de chaîne polymère, ce qui augmente la résistance interne du fluide. Cette structure peut augmenter considérablement la viscosité apparente et la valeur de rendement du fluide de forage, et améliorer sa capacité à transporter et à suspendre les déblais. Dans le même temps, l'effet d'amélioration de la viscosité du PAC est toujours efficace dans des conditions de température et de pression élevées et convient au forage de puits profonds et aux conditions géologiques complexes.
3. Améliorer la stabilité du puits de forage
La stabilité du puits de forage est un problème qui nécessite une attention particulière lors du forage. Le fluide de forage doit être capable de stabiliser la paroi du puits de forage pour empêcher la paroi du puits de s'effondrer. Les effets combinés du PAC consistant à réduire la filtration et à augmenter la viscosité du fluide de forage peuvent améliorer efficacement la stabilité du puits de forage.
Principe
Le PAC empêche le fluide de forage de pénétrer dans la formation en formant une couche de gâteau de boue solide sur la surface de la paroi du puits. Dans le même temps, sa viscosité peut améliorer l'adhérence de la surface de la paroi du puits et réduire la génération de microfissures dans la formation, améliorant ainsi la stabilité mécanique du puits de forage. De plus, le PAC peut également améliorer la thixotropie du fluide de forage, de sorte qu'il forme une forte force de support lorsqu'il est stationnaire et maintient une fluidité appropriée lorsqu'il s'écoule, stabilisant ainsi davantage la paroi du puits.
4. Caractéristiques de protection de l'environnement
Avec l'amélioration des exigences en matière de protection de l'environnement, les produits chimiques utilisés dans les fluides de forage doivent avoir de bonnes performances en matière de protection de l'environnement. Le PAC est un produit modifié de cellulose naturelle, avec une bonne biodégradabilité et une faible toxicité, qui répond aux exigences de protection de l'environnement.
Principe
Le PAC est un produit chimiquement modifié à base de cellulose naturelle, ne contient pas de substances toxiques et peut être dégradé par les micro-organismes du milieu naturel. Comparé aux polymères synthétiques, le PAC a moins d’impact sur l’environnement et répond mieux aux exigences du forage vert. Cette caractéristique lui confère un net avantage dans les zones écologiquement sensibles et les forages offshore.
5. Résistance à la température et au sel
Dans les environnements à haute température et à forte teneur en sel, les argiles et polymères traditionnels ont souvent du mal à maintenir la stabilité des fluides de forage, tandis que le PAC présente une bonne résistance à la température et au sel et peut maintenir l'efficacité des fluides de forage dans des environnements complexes.
Principe
Des groupes anioniques (tels que des groupes carboxyle) sont introduits dans la structure moléculaire du PAC. Ces groupes peuvent échanger des ions avec des ions de sel dans un environnement riche en sel pour maintenir la stabilité de la structure moléculaire. Dans le même temps, le PAC a une stabilité thermique élevée et ne subira pas de dégradation significative dans des conditions de température élevée, garantissant ainsi la capacité de contrôle de la viscosité et de la filtration du fluide de forage. Par conséquent, le PAC a d’excellents effets d’application dans les boues d’eau salée et les puits à haute température.
6. Optimiser la rhéologie des fluides de forage
La rhéologie fait référence aux caractéristiques d'écoulement et de déformation des fluides de forage sous l'effet d'une force de cisaillement. PAC peut ajuster la rhéologie des fluides de forage pour garantir qu'ils ont une bonne capacité de transport de roches et qu'ils peuvent circuler librement dans le puits de forage pendant le forage.
Principe
Le PAC interagit avec d'autres composants du fluide de forage pour former une structure de réseau complexe et ajuster la valeur de rendement et les caractéristiques de fluidification par cisaillement du fluide de forage. Cet effet régulateur permet au fluide de forage de présenter une bonne capacité de transport de roches et une bonne fluidité pendant le processus de forage, en particulier dans les formations complexes et les puits à haute pression.
7. Analyse de cas
Dans les applications pratiques, le PAC est largement utilisé dans divers systèmes de fluides de forage. Par exemple, dans un projet de forage de puits profonds, un fluide de forage à base d’eau contenant du CAP a été utilisé. Les résultats ont montré que le PAC réduisait considérablement la perte de filtration du fluide de forage, améliorait la stabilité du puits de forage, améliorait l'efficacité du forage et réduisait le taux d'accidents de fond causés par la pollution de la formation. Dans le même temps, PAC a également obtenu de bons résultats dans le forage marin et peut toujours contrôler efficacement les performances du fluide de forage dans des conditions de salinité élevée et de température élevée pour garantir le bon déroulement des opérations de forage.
L'application de la cellulose polyanionique dans le forage pétrolier se reflète principalement dans ses excellentes caractéristiques de réduction des pertes par filtration, d'augmentation de la viscosité, d'amélioration de la stabilité des puits de forage et de protection de l'environnement. Son application dans les fluides de forage à base d'eau et de pétrole améliore non seulement l'efficacité du forage et réduit les taux d'accidents en fond de trou, mais est également respectueuse de l'environnement et contribue à atteindre l'objectif du forage écologique. Dans des conditions géologiques complexes et dans des environnements à haute température et haute pression, la résistance à la température et au sel du PAC souligne encore davantage son importance dans le forage pétrolier. La cellulose polyanionique occupe donc une place indispensable dans la technologie moderne du forage pétrolier.
Heure de publication : 14 juin 2024