I boreindustrien er ulike slam (eller borevæsker) nøkkelmaterialer for å sikre jevn fremdrift av boreprosessen. Spesielt i komplekse geologiske miljøer har valg og klargjøring av boreslam en viktig innvirkning på effektivitet, sikkerhet og kostnadskontroll av boreoperasjoner. direkte påvirkning.Hydroksyetylcellulose (HEC)er et naturlig cellulosederivat som spiller en betydelig rolle som tilsetningsstoff i boreslam. Den har god fortykning, reologi, anti-forurensningsegenskaper og høy miljøsikker, den er mye brukt i borevæskesystemer.
1. Egenskaper og kjemisk struktur til HEC
HEC er en vannløselig, ikke-giftig og ufarlig naturlig polymerforbindelse. Den kjemisk modifiserte cellulosen introduserer hydroksyetylgrupper i sin molekylære struktur, og danner dermed en sterk fortykningseffekt og vannløselighet. Anvendelsen av HEC i borevæsker er hovedsakelig avhengig av de hydrofile gruppene (hydroksyl- og hydroksyetylgrupper) i molekylkjeden. Disse gruppene kan danne et godt hydrogenbindingsnettverk i vandig løsning, noe som gir løsningen viskositetsøkende egenskaper. .
2. Hovedrollen til HEC i boreslam
Fortykningsmiddeleffekt
En av de viktigste funksjonene til HEC i borevæsker er som fortykningsmiddel. De høye viskositetsegenskapene til HEC kan øke viskositeten til borevæsken betydelig, og sikre at borevæsken har tilstrekkelig støttekapasitet til å hjelpe til med å frakte borekaks og sandpartikler og transportere borerester fra bunnen av brønnen til overflaten. Å øke viskositeten til borevæsken bidrar også til å redusere friksjonen på den indre veggen av borerøret, og forbedrer dermed boreeffektiviteten. I tillegg gjør HECs sterke fortykningsegenskaper og stabile viskositet det mulig å oppnå ideelle fortykningseffekter ved lave konsentrasjoner, noe som effektivt reduserer borekostnadene.
Rollen til væsketapskontrollmiddel
Under boreprosessen er kontroll av væsketapet til borevæsken en viktig vurdering. Kontroll av væsketap er avgjørende for å opprettholde stabiliteten til brønnveggen for å forhindre overdreven penetrasjon av slamvann inn i formasjonen, noe som forårsaker formasjonskollaps eller brønnvegg ustabilitet. På grunn av sine gode hydratiseringsegenskaper kan HEC danne et tett lag med filterkake på brønnveggen, noe som reduserer penetreringshastigheten av vann i borevæsken inn i formasjonen, og dermed effektivt kontrollere væsketapet av slammet. Denne filterkaken har ikke bare god seighet og styrke, men kan også tilpasse seg ulike geologiske lag, og dermed opprettholde stabiliteten til brønnveggen i dype brønner og høytemperaturmiljøer.
Reologiske midler og flytkontroll
HEC spiller også en viktig rolle i å regulere fluiditeten i boreslam. Reologien til borevæske refererer til dens deformasjon eller strømningsevne under påvirkning av skjærspenning. Jo bedre reologi, jo mer ideell er borevæsken til å overføre trykk og bære borekaks under boreprosessen. HEC kan justere de reologiske egenskapene til borevæsken ved å endre dens viskositet og fluiditet, og dermed forbedre skjærfortynningseffekten til slammet, slik at slammet kan flyte jevnt i borerøret og forbedre smøreeffekten til slammet. Spesielt i boreprosessen av dype brønner og horisontale brønner er den reologiske justeringseffekten av HEC spesielt viktig.
Forbedret rengjøring av brønnhull
Den fortykkende effekten av HEC bidrar ikke bare til boreslammets evne til å bære og suspendere borekaks, men bidrar også til å forbedre renheten til borehullet. Under boreprosessen vil det produseres en stor mengde borekaks i brønnhullet. Hvis disse borekaksene ikke effektivt kan utføres av slammet, kan de samle seg i bunnen av brønnen og danne bunnhullssedimenter, og derved øke borkronemotstanden og påvirke borefremdriften. På grunn av sine effektive fortykningsegenskaper kan HEC hjelpe slammet med å suspendere og transportere borekaks mer effektivt, og dermed sikre renheten til brønnhullet og forhindre akkumulering av sedimenter.
Anti-forurensningseffekt
Under boreprosessen blir slammet ofte forurenset av forskjellige mineraler og formasjonsvæsker, noe som forårsaker slamsvikt. HECs anti-forurensningsegenskaper er en annen stor fordel. HEC er stabil under forskjellige pH-forhold og har sterk anti-forstyrrelsesevne overfor multivalente ioner som kalsium og magnesium, noe som gjør det mulig å opprettholde stabil viskositet og fortykningseffekter i formasjoner som inneholder mineraler, og dermed redusere. Dette reduserer risikoen for borevæskesvikt i en forurenset miljø.
Miljøvennlig og biologisk nedbrytbar
SidenHECer et naturlig polymermateriale, det har god biologisk nedbrytbarhet og miljøvennlighet. I sammenheng med gradvis økende miljøvernkrav, gjør HECs biologiske nedbrytbarhetsegenskaper det til en viktig komponent i miljøvennlige borevæskesystemer. HEC vil ikke forårsake betydelig forurensning av miljøet under bruk, og vil ikke ha noen negative effekter på jord og grunnvann etter nedbrytning. Derfor er det et miljøvennlig tilsetningsstoff av høy kvalitet.
3. Utfordringer og fremtidig utvikling innen HEC-applikasjoner
Selv om HEC har ulike fordeler innen boreslam, må ytelsen under ekstreme boreforhold som høy temperatur og trykk forbedres ytterligere. For eksempel kan HEC gjennomgå termisk nedbrytning ved høye temperaturer, noe som fører til at gjørmen mister viskositet og fortykningseffekter. Derfor, for å fungere i mer komplekse og ekstreme boremiljøer, har forskningen de siste årene begynt å fokusere på å modifisere HEC for å forbedre dens høytemperaturstabilitet og høytrykksmotstand. For eksempel, ved å introdusere tverrbindingsmidler, høytemperaturresistensgrupper og andre kjemiske modifikasjonsmetoder i HEC-molekylkjeden, kan ytelsen til HEC under ekstreme forhold forbedres og tilpasses behovene til mer krevende geologiske miljøer.
Som en viktig komponent i boreslam, spiller HEC en viktig rolle i boreteknikk på grunn av dens fortyknings-, antifiltrerings-, reologiske justering, anti-forurensning og miljøvennlige egenskaper. I fremtiden, ettersom boredybden og kompleksiteten øker, vil også ytelseskravene til HEC øke. Ved å optimalisere og modifisere HEC, vil dets anvendelsesområde for borevæsker utvides ytterligere for å møte behovene til strengere boremiljøer. .
Innleggstid: 14. november 2024