Polyaniónová celulóza (PAC) je vo vode rozpustný derivát celulózy, ktorý sa široko používa pri ropných vrtoch, hlavne na prípravu vrtnej kvapaliny. Stal sa dôležitým aditívom v systéme vrtnej kvapaliny vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam, ako je zvýšenie viskozity, zníženie straty kvapaliny, stabilita a ochrana životného prostredia.
1. Znížte straty tekutín
Kontrola straty tekutín je kľúčovou funkciou pri ťažbe ropy. Keď sa vrtná kvapalina dostane do kontaktu s formáciou počas procesu vŕtania, môže to spôsobiť tvorbu kalového koláča a inváziu filtrátu do formácie, čo má za následok poškodenie formácie a ovplyvnenie účinnosti vŕtania. PAC účinne znižuje straty kvapaliny a inváziu filtrátu do útvaru vytvorením ochranného filmu vo výplachu, čím sa zníži znečistenie útvaru. Táto vlastnosť pomáha zlepšiť stabilitu vrtu a chrániť ropné a plynové formácie.
Princíp
PAC sa rozpúšťa vo vode za vzniku koloidného roztoku s vysokou viskozitou. Keď sa vrtná kvapalina dostane do kontaktu s formáciou, molekuly PAC môžu vytvoriť hustý kalový koláč na povrchu formácie, aby sa zabránilo ďalšiemu prenikaniu kvapalnej fázy. Tento kalový koláč má dobrú pružnosť a húževnatosť a dokáže vydržať veľké tlakové rozdiely, čím účinne znižuje filtračné straty.
2. Zvýšte viskozitu vrtnej kvapaliny
Zvýšenie viskozity je ďalšou dôležitou funkciou PAC vo vrtnej kvapaline. Vŕtacia kvapalina musí mať určitú viskozitu, aby mohla odrezky odvádzať späť, aby sa zabezpečila čistota vrtu a udržala sa stabilita vŕtania. Ako prostriedok na zvýšenie viskozity môže PAC zvýšiť viskozitu vrtnej kvapaliny, zvýšiť schopnosť vrtnej kvapaliny prenášať odrezky a podporiť návrat a vypúšťanie odrezkov.
Princíp
Molekuly PAC sa rozpúšťajú vo vrtnej kvapaline a vytvárajú štruktúru polymérneho reťazca, čo zvyšuje vnútorný odpor kvapaliny. Táto štruktúra môže výrazne zvýšiť zdanlivú viskozitu a hodnotu klzu vrtnej kvapaliny a zlepšiť jej schopnosť niesť a zavesovať odrezky. Zároveň je účinok PAC na zvýšenie viskozity stále účinný za podmienok vysokej teploty a vysokého tlaku a je vhodný pre vŕtanie hlbokých vrtov a zložité geologické podmienky.
3. Zlepšite stabilitu vrtu
Stabilita vrtu je problém, ktorý si počas vŕtania vyžaduje osobitnú pozornosť. Vrtná kvapalina musí byť schopná stabilizovať stenu vrtu, aby sa zabránilo zrúteniu steny vrtu. Kombinované účinky PAC na zníženie filtrácie a zvýšenie viskozity vo vrtnej kvapaline môžu účinne zvýšiť stabilitu vrtu.
Princíp
PAC zabraňuje vniknutiu vrtnej kvapaliny do formácie vytvorením pevnej vrstvy kalového koláča na povrchu steny vrtu. Jeho viskozita zároveň môže zvýšiť priľnavosť povrchu steny vrtu a znížiť tvorbu mikrotrhlín pri tvorbe, čím sa zlepší mechanická stabilita vrtu. Okrem toho PAC môže tiež zlepšiť tixotropiu vrtnej kvapaliny, takže vytvára silnú podpornú silu, keď je nehybná, a udržiava primeranú tekutosť, keď prúdi, čím ďalej stabilizuje stenu studne.
4. Charakteristika ochrany životného prostredia
So zlepšením požiadaviek na ochranu životného prostredia musia mať chemikálie používané vo vrtných kvapalinách dobrý výkon v oblasti ochrany životného prostredia. PAC je modifikovaný produkt prírodnej celulózy s dobrou biologickou odbúrateľnosťou a nízkou toxicitou, ktorý spĺňa požiadavky na ochranu životného prostredia.
Princíp
PAC je chemicky upravený produkt na báze prírodnej celulózy, neobsahuje toxické látky a môže byť degradovaný mikroorganizmami v prírodnom prostredí. V porovnaní so syntetickými polymérmi má PAC menší dopad na životné prostredie a je viac v súlade s požiadavkami zeleného vŕtania. Táto vlastnosť mu dáva jasnú výhodu v oblastiach citlivých na životné prostredie a pri vŕtaní na mori.
5. Odolnosť voči teplote a soli
Vo vysokoteplotnom prostredí a prostredí s vysokým obsahom soli majú tradičné íly a polyméry často problémy s udržaním stability vrtných kvapalín, zatiaľ čo PAC vykazuje dobrú odolnosť voči teplote a soli a dokáže udržať účinnosť vrtných kvapalín v zložitých prostrediach.
Princíp
Aniónové skupiny (ako sú karboxylové skupiny) sú zavedené do molekulárnej štruktúry PAC. Tieto skupiny si môžu vymieňať ióny s iónmi solí v prostredí s vysokým obsahom soli, aby sa zachovala stabilita molekulárnej štruktúry. Zároveň má PAC vysokú tepelnú stabilitu a nepodlieha výraznej degradácii za podmienok vysokej teploty, čím sa zaisťuje schopnosť riadiť viskozitu a filtráciu vrtnej kvapaliny. Preto má PAC vynikajúce aplikačné účinky v kaloch slanej vody a vysokoteplotných vrtoch.
6. Optimalizujte reológiu vrtnej kvapaliny
Reológia sa týka prietokových a deformačných charakteristík vrtných kvapalín pod šmykovou silou. PAC môže upraviť reológiu vrtných kvapalín, aby sa zabezpečilo, že majú dobrú nosnosť horniny a môžu voľne prúdiť vo vrte počas vŕtania.
Princíp
PAC interaguje s ostatnými komponentmi vo vrtnej kvapaline a vytvára komplexnú sieťovú štruktúru a upravuje hodnotu výnosu a šmykové riedenie vrtnej kvapaliny. Tento regulačný účinok umožňuje, aby vrtná kvapalina vykazovala dobrú nosnosť a tekutosť horniny počas procesu vŕtania, najmä v zložitých formáciách a vysokotlakových vrtoch.
7. Analýza prípadov
V praktických aplikáciách sa PAC široko používa v rôznych systémoch vrtných kvapalín. Napríklad pri projekte vŕtania hlbokých studní sa použila vodná vrtná kvapalina obsahujúca PAC. Výsledky ukázali, že PAC výrazne znížilo filtračné straty vrtnej kvapaliny, zlepšilo stabilitu vrtu, zlepšilo účinnosť vŕtania a znížilo mieru nehôd spôsobených znečistením z formácie. Zároveň PAC fungoval dobre aj pri námornom vŕtaní a stále môže účinne kontrolovať výkon vrtnej kvapaliny v podmienkach vysokej salinity a vysokej teploty, aby sa zabezpečil hladký priebeh vŕtacích operácií.
Použitie polyaniónovej celulózy pri ropných vrtoch sa odráža najmä v jej vynikajúcich vlastnostiach znižovania strát filtráciou, zvyšovania viskozity, zlepšovania stability vrtu a ochrany životného prostredia. Jeho aplikácia vo vrtných kvapalinách na vodnej a olejovej báze nielenže zlepšuje efektivitu vŕtania a znižuje nehodovosť v vrtoch, ale je tiež šetrná k životnému prostrediu a pomáha dosiahnuť cieľ zeleného vŕtania. V zložitých geologických podmienkach a vysokoteplotných a vysokotlakových prostrediach odolnosť PAC voči teplote a soli ešte viac zvýrazňuje jeho dôležitosť pri ťažbe ropy. Preto polyaniónová celulóza zaujíma nezastupiteľné miesto v modernej technológii ťažby ropy.
Čas odoslania: 14. júna 2024