Polianionska celuloza (PAC) je v vodi topen celulozni derivat, ki se pogosto uporablja pri vrtanju nafte, predvsem za pripravo vrtalne tekočine. Postal je pomemben dodatek v sistemu vrtalne tekočine zaradi svojih vrhunskih lastnosti, kot so povečanje viskoznosti, zmanjšanje izgube tekočine, stabilnost in varstvo okolja.
1. Zmanjšajte izgubo tekočine
Nadzor izgube tekočine je ključna funkcija pri vrtanju nafte. Ko pride vrtalna tekočina v stik s formacijo med postopkom vrtanja, lahko povzroči nastanek blatne pogače in vdor filtrata v formacijo, kar povzroči poškodbe formacije in vpliva na učinkovitost vrtanja. PAC učinkovito zmanjša izgubo tekočine in vdor filtrata v formacijo z oblikovanjem zaščitnega filma v vrtalni tekočini, s čimer se zmanjša onesnaženje formacije. Ta lastnost pomaga izboljšati stabilnost vrtine in zaščititi naftne in plinske formacije.
Načelo
PAC se raztopi v vodi in tvori koloidno raztopino z visoko viskoznostjo. Ko pride vrtalna tekočina v stik s formacijo, lahko molekule PAC tvorijo gosto blatno pogačo na površini formacije, da preprečijo nadaljnje prodiranje tekoče faze. Ta blatna pogača ima dobro prožnost in žilavost ter lahko prenese velike razlike v tlaku, s čimer se učinkovito zmanjšajo izgube zaradi filtracije.
2. Povečajte viskoznost vrtalne tekočine
Povečanje viskoznosti je še ena pomembna funkcija PAC v vrtalni tekočini. Vrtalna tekočina mora imeti določeno viskoznost za prenašanje odpadkov nazaj, da se zagotovi čistost vrtine in ohrani stabilnost vrtanja. Kot ojačevalec viskoznosti lahko PAC poveča viskoznost vrtalne tekočine, poveča sposobnost vrtalne tekočine za prenašanje ostankov in spodbuja vračanje in odvajanje ostankov.
Načelo
Molekule PAC se raztopijo v vrtalni tekočini in tvorijo polimerno verižno strukturo, ki poveča notranji upor tekočine. Ta struktura lahko znatno poveča navidezno viskoznost in vrednost izkoristka vrtalne tekočine ter poveča njeno sposobnost prenašanja in obešanja odpadkov. Hkrati je učinek povečanja viskoznosti PAC še vedno učinkovit pri visoki temperaturi in visokem tlaku ter je primeren za globoko vrtanje vrtin in zapletene geološke razmere.
3. Izboljšajte stabilnost vrtine
Stabilnost vrtine je vprašanje, ki zahteva posebno pozornost med vrtanjem. Vrtalna tekočina mora biti sposobna stabilizirati steno vrtine, da se prepreči zrušitev stene vrtine. Kombinirani učinki PAC zmanjšanja filtracije in povečanja viskoznosti v vrtalni tekočini lahko učinkovito izboljšajo stabilnost vrtine.
Načelo
PAC preprečuje vstop vrtalne tekočine v formacijo tako, da tvori trdno plast blatne pogače na površini stene vrtine. Hkrati lahko njegova viskoznost poveča oprijem površine stene vrtine in zmanjša nastajanje mikrorazpok v formaciji, s čimer se izboljša mehanska stabilnost vrtine. Poleg tega lahko PAC izboljša tudi tiksotropijo vrtalne tekočine, tako da tvori močno podporno silo, ko miruje, in ohranja ustrezno fluidnost, ko teče, kar dodatno stabilizira steno vrtine.
4. Značilnosti varstva okolja
Z izboljšanjem zahtev glede varstva okolja morajo imeti kemikalije, ki se uporabljajo v tekočinah za vrtanje, dobro okoljevarstveno učinkovitost. PAC je modificiran produkt naravne celuloze, z dobro biorazgradljivostjo in nizko toksičnostjo, ki izpolnjuje okoljevarstvene zahteve.
Načelo
PAC je kemično modificiran izdelek na osnovi naravne celuloze, ne vsebuje strupenih snovi in ga mikroorganizmi v naravnem okolju lahko razgradijo. V primerjavi s sintetičnimi polimeri ima PAC manjši vpliv na okolje in je bolj v skladu z zahtevami zelenega vrtanja. Ta lastnost mu daje jasno prednost na okoljsko občutljivih območjih in pri vrtanju na morju.
5. Odpornost na temperaturo in sol
V okoljih z visoko temperaturo in visoko vsebnostjo soli imajo tradicionalne gline in polimeri pogosto težave pri ohranjanju stabilnosti vrtalnih tekočin, medtem ko je PAC dobro odporen na temperaturo in sol ter lahko ohranja učinkovitost vrtalnih tekočin v kompleksnih okoljih.
Načelo
Anionske skupine (kot so karboksilne skupine) so uvedene v molekularno strukturo PAC. Te skupine lahko izmenjujejo ione z ioni soli v okolju z veliko soli, da ohranijo stabilnost molekularne strukture. Hkrati ima PAC visoko toplotno stabilnost in se ne bo bistveno razgradil v pogojih visoke temperature, kar zagotavlja sposobnost nadzora viskoznosti in filtracije vrtalne tekočine. Zato ima PAC odlične učinke uporabe v gnojevki slane vode in visokotemperaturnih vrtinah.
6. Optimizirajte reologijo vrtalne tekočine
Reologija se nanaša na karakteristike toka in deformacije vrtalnih tekočin pod strižno silo. PAC lahko prilagodi reologijo vrtalnih tekočin, da zagotovi, da imajo dobro nosilnost kamnine in lahko prosto tečejo v vrtini med vrtanjem.
Načelo
PAC sodeluje z drugimi komponentami v vrtalni tekočini, da tvori kompleksno mrežno strukturo in prilagodi vrednost izkoristka in značilnosti redčenja vrtalne tekočine. Ta regulacijski učinek omogoča, da vrtalna tekočina med postopkom vrtanja pokaže dobro nosilnost kamnin in fluidnost, zlasti v zapletenih formacijah in visokotlačnih vrtinah.
7. Analiza primera
V praktičnih aplikacijah se PAC pogosto uporablja v različnih sistemih vrtalne tekočine. Na primer, v projektu globokega vrtanja je bila uporabljena vrtalna tekočina na vodni osnovi, ki vsebuje PAC. Rezultati so pokazali, da je PAC znatno zmanjšal izgubo filtracije vrtalne tekočine, povečal stabilnost vrtine, izboljšal učinkovitost vrtanja in zmanjšal stopnjo nesreč v vrtini, ki jih povzroča onesnaženje formacije. Hkrati se je PAC dobro odrezal tudi pri vrtanju v morju in lahko še vedno učinkovito nadzoruje delovanje vrtalne tekočine v pogojih visoke slanosti in visoke temperature, da zagotovi nemoten potek vrtalnih operacij.
Uporaba polianionske celuloze pri vrtanju nafte se kaže predvsem v njenih odličnih lastnostih zmanjšanja izgub zaradi filtracije, povečanja viskoznosti, izboljšanja stabilnosti vrtine in varstva okolja. Njegova uporaba v vrtalnih tekočinah na osnovi vode in olja ne le izboljša učinkovitost vrtanja in zmanjša stopnjo nesreč v vrtini, ampak je tudi okolju prijazna in pomaga doseči cilj zelenega vrtanja. V zapletenih geoloških pogojih ter okoljih z visoko temperaturo in visokim tlakom odpornost PAC na temperaturo in sol dodatno poudarja njegov pomen pri vrtanju nafte. Zato zavzema polianionska celuloza nepogrešljivo mesto v sodobni tehnologiji vrtanja nafte.
Čas objave: 14. junij 2024