Polyanionisk cellulose (PAC) er et vannløselig cellulosederivat som er mye brukt i oljeboring, hovedsakelig for fremstilling av borevæske. Det har blitt et viktig tilsetningsstoff i borevæskesystemet på grunn av dets overlegne egenskaper, som viskositetsforbedring, reduksjon av væsketap, stabilitet og miljøvern.
1. Reduser væsketapet
Kontroll av væsketap er en nøkkelfunksjon ved oljeboring. Når borevæsken kommer i kontakt med formasjonen under boreprosessen, kan det forårsake slamkakedannelse og filtratinvasjon inn i formasjonen, noe som resulterer i formasjonsskader og påvirker boreeffektiviteten. PAC reduserer effektivt væsketap og filtratinvasjon i formasjonen ved å danne en beskyttende film i borevæsken, og reduserer derved forurensning i formasjonen. Denne egenskapen bidrar til å forbedre borehullets stabilitet og beskytte olje- og gassformasjoner.
Prinsipp
PAC oppløses i vann for å danne en kolloidal løsning med høy viskositet. Når borevæsken kommer i kontakt med formasjonen, kan PAC-molekylene danne en tett slamkake på overflaten av formasjonen for å forhindre ytterligere penetrasjon av væskefasen. Denne gjørmekaken har god fleksibilitet og seighet, og tåler store trykkforskjeller, og reduserer dermed filtreringstapet effektivt.
2. Øk viskositeten til borevæske
Viskositetsforbedring er en annen viktig funksjon av PAC i borevæske. Borevæske må ha en viss viskositet for å bære borekaks tilbake, for å sikre renheten til borehullet og opprettholde borestabilitet. Som en viskositetsforsterker kan PAC øke viskositeten til borevæske, forbedre borevæskens evne til å bære borekaks og fremme retur og utslipp av borekaks.
Prinsipp
PAC-molekyler løses opp i borevæske for å danne en polymerkjedestruktur, som øker væskens indre motstand. Denne strukturen kan øke den tilsynelatende viskositeten og flyteverdien til borevæsken betydelig, og forbedre dens evne til å bære og suspendere borekaks. Samtidig er den viskositetsforbedrende effekten av PAC fortsatt effektiv under høye temperatur- og høytrykksforhold, og er egnet for dyp brønnboring og komplekse geologiske forhold.
3. Forbedre brønnhullets stabilitet
Brønnhullsstabilitet er et problem som krever spesiell oppmerksomhet under boring. Borevæsken må kunne stabilisere brønnhullsveggen for å forhindre at brønnhullsveggen kollapser. PACs kombinerte effekter av å redusere filtrering og øke viskositeten i borevæske kan effektivt forbedre borehullets stabilitet.
Prinsipp
PAC hindrer borevæske i å komme inn i formasjonen ved å danne et solid slamkakelag på overflaten av brønnveggen. Samtidig kan dens viskositet øke adhesjonen til brønnveggens overflate og redusere genereringen av mikrosprekker i formasjonen, og derved forbedre den mekaniske stabiliteten til brønnhullet. I tillegg kan PAC også forbedre tiksotropien til borevæsken, slik at den danner en sterk støttekraft når den er stasjonær, og opprettholder passende fluiditet når den strømmer, og stabiliserer brønnveggen ytterligere.
4. Miljøvernegenskaper
Med forbedring av miljøvernkravene, må kjemikalier som brukes i borevæsker ha god miljøvernytelse. PAC er et modifisert produkt av naturlig cellulose, med god biologisk nedbrytbarhet og lav toksisitet, som oppfyller miljøvernkrav.
Prinsipp
PAC er et kjemisk modifisert produkt basert på naturlig cellulose, inneholder ikke giftige stoffer, og kan brytes ned av mikroorganismer i det naturlige miljøet. Sammenlignet med syntetiske polymerer har PAC mindre påvirkning på miljøet og er mer i tråd med kravene til grønn boring. Denne egenskapen gir den en klar fordel i miljøsensitive områder og offshore boring.
5. Temperatur- og saltmotstand
I miljøer med høy temperatur og høyt salt har tradisjonelle leire og polymerer ofte problemer med å opprettholde stabiliteten til borevæsker, mens PAC viser god temperatur- og saltmotstand og kan opprettholde effektiviteten til borevæsker i komplekse miljøer.
Prinsipp
Anioniske grupper (som karboksylgrupper) introduseres i molekylstrukturen til PAC. Disse gruppene kan bytte ioner med saltioner i et miljø med høyt saltinnhold for å opprettholde stabiliteten til molekylstrukturen. Samtidig har PAC høy termisk stabilitet og vil ikke gjennomgå betydelig nedbrytning under høye temperaturforhold, noe som sikrer viskositeten og filtreringskontrollevnen til borevæsken. Derfor har PAC utmerkede påføringseffekter i saltvannsslam og høytemperaturbrønner.
6. Optimaliser borevæskereologi
Reologi refererer til strømnings- og deformasjonsegenskapene til borevæsker under skjærkraft. PAC kan justere reologien til borevæsker for å sikre at de har god bergkapasitet og kan strømme fritt i brønnhullet under boring.
Prinsipp
PAC interagerer med andre komponenter i borevæsken for å danne en kompleks nettverksstruktur og justere flyteverdien og skjærfortynningsegenskapene til borevæsken. Denne reguleringseffekten gjør at borevæsken viser god bergkapasitet og fluiditet under boreprosessen, spesielt i komplekse formasjoner og høytrykksbrønner.
7. Saksanalyse
I praktiske applikasjoner er PAC mye brukt i forskjellige borevæskesystemer. For eksempel, i et dypbrønnboringsprosjekt, ble det brukt en vannbasert borevæske inneholdende PAC. Resultatene viste at PAC betydelig reduserte filtreringstapet til borevæsken, forbedret stabiliteten til brønnhullet, forbedret boreeffektiviteten og reduserte ulykkesraten nede i borehullet forårsaket av formasjonsforurensning. Samtidig presterte PAC også godt i marin boring, og kan fortsatt effektivt kontrollere ytelsen til borevæsken under høy saltholdighet og høye temperaturforhold for å sikre jevn fremdrift av boreoperasjoner.
Anvendelsen av polyanionisk cellulose i oljeboring gjenspeiles hovedsakelig i dens utmerkede egenskaper for å redusere filtreringstap, øke viskositeten, forbedre borehullets stabilitet og miljøvern. Dens anvendelse i vannbaserte og oljebaserte borevæsker forbedrer ikke bare boreeffektiviteten og reduserer ulykkesraten nede i brønnen, men er også miljøvennlig og bidrar til å nå målet om grønn boring. Under komplekse geologiske forhold og miljøer med høy temperatur og høyt trykk, understreker PACs temperatur- og saltmotstand ytterligere viktigheten ved oljeboring. Derfor inntar polyanionisk cellulose en uunnværlig posisjon i moderne oljeboringsteknologi.
Innleggstid: 14. juni 2024