V industriji vrtanja so različna blata (ali vrtalne tekočine) ključni materiali, ki zagotavljajo nemoten napredek postopka vrtanja. Zlasti v zapletenih geoloških okoljih ima izbira in priprava vrtalnih blatnikov pomemben vpliv na učinkovitost, varnost in nadzor stroškov pri vrtalnih operacijah. neposreden vpliv.Hidroksietilna celuloza (HEC)je naravni derivat celuloze, ki ima pomembno vlogo kot dodatek pri vrtanju blata. Ima dobro zgoščevanje, reologijo, lastnosti proti onesnaževanju in visoko okoljsko varen, pogosto se uporablja v sistemih za vrtanje tekočin.
1. značilnosti in kemična struktura HEC
HEC je vodotopna, netoksična in neškodljiva naravna polimerna spojina. Kemično spremenjena celuloza v svojo molekularno strukturo vnese hidroksietilne skupine in tako tvori močan zgoščevalni učinek in topnost vode. Uporaba HEC v vrtalnih tekočinah se v glavnem opira na hidrofilne skupine (hidroksilne in hidroksietilne skupine) v njegovi molekularni verigi. Te skupine lahko v vodni raztopini tvorijo dobro omrežje za vodikovo vezanje, kar daje lastnosti, ki povečujejo viskoznost raztopine. .
2. glavna vloga HEC pri vrtanju blata
Učinek zgoščevanja
Ena najpomembnejših funkcij HEC pri vrtalnih tekočinah je kot zgoščevalec. Značilnosti visoke viskoznosti HEC lahko znatno povečajo viskoznost vrtalne tekočine, kar zagotavlja, da ima vrtalna tekočina zadostna podporna zmogljivost za pomoč pri odvajanju potaknjencev in delcev peska ter transportne vrtalne naplavine od dna vrtine do površine. Povečanje viskoznosti vrtalne tekočine prav tako pomaga zmanjšati trenje na notranji steni vrtalne cevi in tako izboljša učinkovitost vrtanja. Poleg tega HEC -ove močne zgoščene lastnosti in stabilna viskoznost omogočajo, da doseže idealne učinke zgostitve pri nizkih koncentracijah, kar učinkovito zmanjšuje stroške vrtanja.
Vloga sredstva za nadzor izgube tekočine
Med postopkom vrtanja je pomemben nadzor nad izgubo tekočine vrtalne tekočine. Nadzor izgube tekočine je ključnega pomena za ohranjanje stabilnosti stene vrtine, da se prepreči prekomerni prodor blatne vode v tvorbo, kar povzroči propad tvorbe ali nestabilnost vrtine. Zaradi svojih dobrih hidratacijskih lastnosti lahko HEC na steni vrtine tvori gosto plast filtrirne torte, s čimer zmanjša hitrost penetracije vode v vrtalni tekočini v tvorbo in s tem učinkovito nadzira izgubo tekočine blata. Ta filtrirna torta ima ne le dobro žilavost in moč, ampak se lahko prilagodi tudi različnim geološkim slojem, s čimer ohranja stabilnost stene vrtine v globokih vrtinah in visoko temperaturnih okoljih.
Reološki povzročitelji in nadzor pretoka
HEC ima tudi pomembno vlogo pri uravnavanju fluidnosti pri vrtanju blata. Reologija vrtalne tekočine se nanaša na njegovo deformacijo ali sposobnost pretoka pod delovanjem strižnega stresa. Boljša je reologija, bolj idealna je vrtalna tekočina pri prenašanju tlaka in nosilca potaknjencev med postopkom vrtanja. HEC lahko prilagodi reološke lastnosti vrtalne tekočine s spreminjanjem njegove viskoznosti in pretočnosti, s čimer izboljša učinek strižne redčenja blata, kar omogoča, da blato nemoteno teče v vrtalni cevi in izboljša učinek mazanja blata. Zlasti v procesu vrtanja globokih vrtin in vodoravnih vrtin je še posebej pomemben učinek reološke nastavitve HEC.
Izboljšano čiščenje vrtin
Učinek zgoščevanja HEC ne prispeva samo k sposobnosti vrtalnega blata za prenos in začasno zaustavitev vrtalnih potaknjencev, ampak tudi pomaga izboljšati čistočo vrtine. Med postopkom vrtanja bo v vrtini proizvedena velika količina potaknjencev. Če teh potaknjencev ni mogoče učinkovito izvesti z blatom, se lahko kopičijo na dnu vrtine in tvorijo usedline na dnu luknje, s čimer povečajo odpornost vrtanja in vplivajo na napredek vrtanja. Zaradi učinkovitih lastnosti zgostitve lahko HEC pomaga blatu, ki učinkoviteje suspendira in prenaša vrtalne površine, s čimer zagotovi čistost vrtine in prepreči kopičenje usedlin.
Učinek proti onesnaževanju
Med postopkom vrtanja je blato pogosto onesnaženo z različnimi minerali in tvorbo tekočine, kar povzroči odpoved blata. HEC-ove lastnosti proti onesnaževanju so še ena velika prednost. HEC je stabilen v različnih pH pogojih in ima močno sposobnost proti diskurščini za večvalentne ione, kot sta kalcij in magnezij, kar mu omogoča ohranjanje stabilne viskoznosti in zgoščevanja v tvorbah, ki vsebujejo minerale, s čimer zmanjša tveganje za vrtanje odpovedi tekočine v onesnaženem okolju.
Okolju prijazen in biološko razgradljiv
OdHECje naravni polimerni material, ima dobro biološko razgradljivost in prijaznost do okolja. V okviru postopnega povečevanja potreb po varstvu okolja zaradi biološke razgradljivosti HEC omogočajo pomemben sestavni del okolju prijaznih sistemov za vrtanje. HEC med uporabo ne bo povzročil bistvenega onesnaževanja okolja in po degradaciji ne bo imel škodljivih učinkov na tla in podzemno vodo. Zato gre za kakovosten okolju prijazen dodatek.
3. Izzivi in prihodnji razvoj v aplikacijah HEC
Čeprav ima HEC različne prednosti pri vrtanju blata, je treba njegovo delovanje v ekstremnih pogojih vrtanja, kot sta visoka temperatura in tlak, še izboljšati. Na primer, HEC lahko pri visokih temperaturah podvrže toplotni razgradnji, zaradi česar blato izgubi viskoznost in zgoščevanje učinkov. Zato so se za delovanje v bolj zapletenih in ekstremnih vrtalnih okoljih raziskave v zadnjih letih začele osredotočati na spreminjanje HEC za izboljšanje visoke temperaturne stabilnosti in visoke tlačne odpornosti. Na primer, z uvedbo navzkrižnih povezav, visokotemperaturnih skupin odpornosti in drugih metod kemijske spreminjanja v molekularno verigo HEC, je mogoče učinkovitost HEC v ekstremnih pogojih izboljšati in prilagoditi potrebam zahtevnejšega geološkega okolja.
Kot pomemben sestavni del vrtanja blata ima HEC pomembno vlogo pri vrtanju inženiringu zaradi zgoščevanja, protifiltracije, reološke prilagajanja, protilik in okoljske prijaznosti. V prihodnosti se bodo povečale tudi zahteve glede učinkovitosti HEC, ko se bo globina vrtanja povečala. Z optimizacijo in spreminjanjem HEC se bo njegov obseg uporabe v vrtalnih tekočinah še razširil tako, da bo ustrezala potrebam strožjih vrtalnih okolij. .
Čas objave: november 14-2024