Polyanjonisk cellulosa (PAC) är ett vattenlösligt cellulosaderivat som används i stor utsträckning vid oljeborrning, främst för beredning av borrvätska. Det har blivit en viktig tillsats i borrvätskesystemet på grund av dess överlägsna egenskaper, såsom viskositetsförbättring, reducering av vätskeförluster, stabilitet och miljöskydd.
1. Minska vätskeförlusten
Kontroll av vätskeförlust är en nyckelfunktion vid oljeborrning. När borrvätskan kommer i kontakt med formationen under borrningsprocessen kan det orsaka lerkakabildning och filtratinvasion i formationen, vilket resulterar i formationsskador och påverkar borrningseffektiviteten. PAC minskar effektivt vätskeförluster och filtratintrång i formationen genom att bilda en skyddande film i borrvätskan, och därigenom minska formationens föroreningar. Denna egenskap hjälper till att förbättra borrhålsstabiliteten och skyddar olje- och gasformationer.
Princip
PAC löses i vatten för att bilda en kolloidal lösning med hög viskositet. När borrvätskan kommer i kontakt med formationen kan PAC-molekylerna bilda en tät lerkaka på ytan av formationen för att förhindra ytterligare penetrering av vätskefasen. Denna lerkaka har god flexibilitet och seghet, och tål stora tryckskillnader, vilket effektivt minskar filtreringsförlusten.
2. Öka borrvätskans viskositet
Viskositetsförbättring är en annan viktig funktion hos PAC i borrvätska. Borrvätska behöver ha en viss viskositet för att bära borrspån tillbaka, för att säkerställa renheten i borrhålet och bibehålla borrningsstabilitet. Som en viskositetsförstärkare kan PAC öka borrvätskans viskositet, förbättra borrvätskans förmåga att bära borrspån och främja återgång och utmatning av borrspån.
Princip
PAC-molekyler löses upp i borrvätska för att bilda en polymerkedjestruktur, vilket ökar vätskans inre motstånd. Denna struktur kan avsevärt öka den skenbara viskositeten och flytvärdet för borrvätskan och förbättra dess förmåga att bära och suspendera borrspån. Samtidigt är den viskositetshöjande effekten av PAC fortfarande effektiv under höga temperaturer och högtrycksförhållanden och är lämplig för djupborrning och komplexa geologiska förhållanden.
3. Förbättra borrhålets stabilitet
Borrhålsstabilitet är ett problem som kräver särskild uppmärksamhet under borrning. Borrvätskan måste kunna stabilisera borrhålsväggen för att förhindra att borrhålsväggen kollapsar. PAC:s kombinerade effekter av att minska filtrering och öka viskositeten i borrvätska kan effektivt förbättra borrhålsstabiliteten.
Princip
PAC förhindrar borrvätska från att komma in i formationen genom att bilda ett fast lerkakaskikt på ytan av brunnsväggen. Samtidigt kan dess viskositet förbättra vidhäftningen av brunnsväggens yta och minska genereringen av mikrosprickor i formationen, och därigenom förbättra borrhålets mekaniska stabilitet. Dessutom kan PAC också förbättra tixotropin hos borrvätskan, så att den bildar en stark stödkraft när den är stationär, och bibehåller lämplig fluiditet när den strömmar, vilket ytterligare stabiliserar brunnsväggen.
4. Miljöskyddsegenskaper
Med förbättringen av miljöskyddskraven måste kemikalier som används i borrvätskor ha god miljöskyddsprestanda. PAC är en modifierad produkt av naturlig cellulosa, med god biologisk nedbrytbarhet och låg toxicitet, som uppfyller miljöskyddskraven.
Princip
PAC är en kemiskt modifierad produkt baserad på naturlig cellulosa, innehåller inga giftiga ämnen och kan brytas ned av mikroorganismer i den naturliga miljön. Jämfört med syntetiska polymerer har PAC mindre påverkan på miljön och är mer i linje med kraven för grön borrning. Denna egenskap ger den en klar fördel i miljökänsliga områden och offshore-borrning.
5. Temperatur- och saltbeständighet
I miljöer med hög temperatur och hög salthalt har traditionella leror och polymerer ofta svårt att upprätthålla stabiliteten hos borrvätskor, medan PAC uppvisar god temperatur- och saltbeständighet och kan bibehålla effektiviteten hos borrvätskor i komplexa miljöer.
Princip
Anjoniska grupper (såsom karboxylgrupper) införs i molekylstrukturen hos PAC. Dessa grupper kan byta joner med saltjoner i en miljö med hög salthalt för att upprätthålla stabiliteten hos den molekylära strukturen. Samtidigt har PAC hög termisk stabilitet och kommer inte att genomgå betydande nedbrytning under höga temperaturer, vilket säkerställer viskositeten och filtreringskontrollförmågan hos borrvätskan. Därför har PAC utmärkta appliceringseffekter i saltvattenslurry och högtemperaturbrunnar.
6. Optimera borrvätskans reologi
Reologi avser flödes- och deformationsegenskaperna hos borrvätskor under skjuvkraft. PAC kan justera reologin hos borrvätskor för att säkerställa att de har god bergbärande kapacitet och kan flöda fritt i borrhålet under borrning.
Princip
PAC interagerar med andra komponenter i borrvätskan för att bilda en komplex nätverksstruktur och justera flytvärdet och skjuvförtunningsegenskaperna för borrvätskan. Denna reglerande effekt gör det möjligt för borrvätskan att visa god bergbärande förmåga och flytbarhet under borrningsprocessen, särskilt i komplexa formationer och högtrycksbrunnar.
7. Fallanalys
I praktiska tillämpningar används PAC flitigt i olika borrvätskesystem. Till exempel, i ett projekt för djupborrning, användes en vattenbaserad borrvätska innehållande PAC. Resultaten visade att PAC avsevärt minskade filtreringsförlusten av borrvätskan, förbättrade stabiliteten i borrhålet, förbättrade borrningseffektiviteten och minskade olycksfrekvensen i borrhålet orsakad av formationens förorening. Samtidigt presterade PAC också bra inom marin borrning och kan fortfarande effektivt kontrollera borrvätskans prestanda under hög salthalt och höga temperaturer för att säkerställa ett smidigt framsteg av borroperationer.
Användningen av polyanjonisk cellulosa vid oljeborrning återspeglas huvudsakligen i dess utmärkta egenskaper för att minska filtreringsförluster, öka viskositeten, förbättra borrhålsstabiliteten och miljöskydd. Dess tillämpning i vattenbaserade och oljebaserade borrvätskor förbättrar inte bara borrningseffektiviteten och minskar olycksfrekvensen i borrhålet, utan är också miljövänlig och hjälper till att uppnå målet med grön borrning. Under komplexa geologiska förhållanden och miljöer med hög temperatur och högt tryck, framhäver PAC:s temperatur- och saltbeständighet ytterligare dess betydelse vid oljeborrning. Därför intar polyanjonisk cellulosa en oumbärlig position i modern oljeborrningsteknik.
Posttid: 2024-jun-14