In de boorindustrie zijn verschillende modders (of boorvloeistoffen) belangrijke materialen om een soepel verloop van het boorproces te garanderen. Vooral in complexe geologische omgevingen heeft de selectie en bereiding van boorspoeling een belangrijke impact op de efficiëntie, veiligheid en kostenbeheersing van booroperaties. directe impact.Hydroxyethylcellulose (HEC)is een natuurlijk cellulosederivaat dat een belangrijke rol speelt als additief in boorspoeling. Het heeft goede verdikkings-, reologie-, anti-vervuilingseigenschappen en een hoge milieuveiligheid. Het wordt veel gebruikt in boorvloeistofsystemen.
1. Kenmerken en chemische structuur van HEC
HEC is een in water oplosbare, niet-giftige en onschadelijke natuurlijke polymeerverbinding. De chemisch gemodificeerde cellulose introduceert hydroxyethylgroepen in de moleculaire structuur, waardoor een sterk verdikkend effect en wateroplosbaarheid ontstaat. De toepassing van HEC in boorvloeistoffen is voornamelijk afhankelijk van de hydrofiele groepen (hydroxyl- en hydroxyethylgroepen) in de moleculaire keten. Deze groepen kunnen een goed waterstofbindingsnetwerk vormen in een waterige oplossing, waardoor de oplossing viscositeitsverhogende eigenschappen krijgt. .
2. De hoofdrol van HEC bij boorspoeling
Verdikkingsmiddel effect
Een van de belangrijkste functies van HEC in boorvloeistoffen is als verdikkingsmiddel. De hoge viscositeitseigenschappen van HEC kunnen de viscositeit van boorvloeistof aanzienlijk verhogen, waardoor wordt verzekerd dat de boorvloeistof voldoende ondersteuningscapaciteit heeft om boorgruis en zanddeeltjes te helpen dragen en boorafval van de bodem van de put naar het oppervlak te transporteren. Het verhogen van de viscositeit van de boorvloeistof helpt ook de wrijving op de binnenwand van de boorbuis te verminderen, waardoor de boorefficiëntie wordt verbeterd. Bovendien zorgen de sterke verdikkingseigenschappen en stabiele viscositeit van HEC ervoor dat het ideale verdikkingseffecten kan bereiken bij lage concentraties, waardoor de boorkosten effectief worden verlaagd.
De rol van een middel om vloeistofverlies te beheersen
Tijdens het boorproces is het beheersen van het vloeistofverlies van de boorvloeistof een belangrijke overweging. Beheersing van vloeistofverlies is cruciaal voor het handhaven van de stabiliteit van de putwand om overmatige penetratie van modderwater in de formatie te voorkomen, waardoor de formatie instort of instabiliteit van de putwand ontstaat. Vanwege de goede hydratatie-eigenschappen kan HEC een dichte laag filterkoek op de putwand vormen, waardoor de penetratiesnelheid van water in de boorvloeistof in de formatie wordt verminderd, waardoor het vloeistofverlies van de boorspoeling effectief wordt beheerst. Deze filterkoek heeft niet alleen een goede taaiheid en sterkte, maar kan zich ook aanpassen aan verschillende geologische lagen, waardoor de stabiliteit van de putwand in diepe putten en omgevingen met hoge temperaturen behouden blijft.
Reologische middelen en stroomcontrole
HEC speelt ook een belangrijke rol bij het reguleren van de vloeibaarheid in boorspoeling. De reologie van boorvloeistof verwijst naar het vervormings- of vloeivermogen ervan onder invloed van schuifspanning. Hoe beter de reologie, des te idealer is de boorvloeistof bij het overbrengen van druk en het transporteren van boorgruis tijdens het boorproces. HEC kan de reologische eigenschappen van boorvloeistof aanpassen door de viscositeit en vloeibaarheid ervan te veranderen, waardoor het schuifverdunningseffect van de spoeling wordt verbeterd, waardoor de spoeling soepel in de boorpijp kan stromen en het smeereffect van de spoeling wordt verbeterd. Vooral bij het boorproces van diepe putten en horizontale putten is het reologische aanpassingseffect van HEC bijzonder belangrijk.
Verbeterde reiniging van boorputten
Het verdikkende effect van HEC draagt niet alleen bij aan het vermogen van de boorspoeling om boorgruis te dragen en op te hangen, maar helpt ook de reinheid van de boorput te verbeteren. Tijdens het boorproces zal een grote hoeveelheid boorgruis in de boorput worden geproduceerd. Als dit boorwerk niet effectief door de modder kan worden uitgevoerd, kan het zich ophopen op de bodem van de put en bodemsedimenten vormen, waardoor de boorweerstand toeneemt en de voortgang van het boren wordt beïnvloed. Dankzij de efficiënte verdikkende eigenschappen kan HEC de boorspoeling effectiever helpen opschorten en transporteren, waardoor de zuiverheid van de boorput wordt gewaarborgd en de ophoping van sedimenten wordt voorkomen.
Anti-vervuilingseffect
Tijdens het boorproces wordt de modder vaak verontreinigd met verschillende mineralen en formatievloeistoffen, waardoor de modder bezwijkt. De anti-vervuilingseigenschappen van HEC zijn een ander groot voordeel. HEC is stabiel onder verschillende pH-omstandigheden en heeft een sterk anti-verstoringsvermogen voor meerwaardige ionen zoals calcium en magnesium, waardoor het een stabiele viscositeit en verdikkingseffecten kan behouden in formaties die mineralen bevatten, waardoor het risico op het falen van boorvloeistof in een vervuilde omgeving.
Milieuvriendelijk en biologisch afbreekbaar
SindsHECis een natuurlijk polymeermateriaal, het heeft een goede biologische afbreekbaarheid en milieuvriendelijkheid. In de context van geleidelijk toenemende eisen op het gebied van milieubescherming, maken de biologische afbreekbaarheidseigenschappen van HEC het tot een belangrijk onderdeel van milieuvriendelijke boorvloeistofsystemen. HEC zal tijdens het gebruik geen significante vervuiling van het milieu veroorzaken en zal na afbraak geen nadelige effecten hebben op de bodem en het grondwater. Daarom is het een hoogwaardig milieuvriendelijk additief.
3. Uitdagingen en toekomstige ontwikkelingen in HEC-toepassingen
Hoewel HEC verschillende voordelen heeft bij boorspoeling, moeten de prestaties ervan onder extreme booromstandigheden, zoals hoge temperaturen en druk, verder worden verbeterd. HEC kan bijvoorbeeld thermische degradatie ondergaan bij hoge temperaturen, waardoor de modder zijn viscositeit en verdikkingseffecten verliest. Om te kunnen functioneren in complexere en extremere booromgevingen is het onderzoek zich de afgelopen jaren daarom gaan richten op het aanpassen van HEC om de stabiliteit bij hoge temperaturen en de hoge drukweerstand te verbeteren. Door bijvoorbeeld verknopingsmiddelen, weerstandsgroepen tegen hoge temperaturen en andere chemische modificatiemethoden in de moleculaire keten van HEC te introduceren, kunnen de prestaties van HEC onder extreme omstandigheden worden verbeterd en aangepast aan de behoeften van meer veeleisende geologische omgevingen.
Als belangrijk onderdeel van boorspoeling speelt HEC een belangrijke rol in de boortechniek vanwege zijn verdikkings-, antifiltratie-, reologische aanpassings-, anti-vervuilings- en milieuvriendelijke eigenschappen. Naarmate de boordiepte en complexiteit toenemen, zullen in de toekomst ook de prestatie-eisen voor HEC toenemen. Door HEC te optimaliseren en aan te passen, zal het toepassingsgebied ervan in boorvloeistoffen verder worden uitgebreid om te voldoen aan de behoeften van strengere booromgevingen. .
Posttijd: 14 november 2024