У буровій промисловості різноманітні розчини (або бурові розчини) є ключовими матеріалами для забезпечення плавного проходження процесу буріння. Особливо в складних геологічних середовищах вибір і підготовка бурових розчинів мають важливий вплив на ефективність, безпеку та контроль витрат на бурові операції. прямий вплив.Гідроксіетилцелюлоза (HEC)це природна похідна целюлози, яка відіграє значну роль як добавка до бурового розчину. Він має гарне згущення, реологічні властивості, властивості проти забруднення та високу екологічну безпеку, він широко використовується в системах бурових рідин.
1. Характеристика та хімічна структура ГЕК
ГЕК - водорозчинна, нетоксична і нешкідлива природна полімерна сполука. Хімічно модифікована целюлоза вводить гідроксіетильні групи в свою молекулярну структуру, таким чином формуючи сильний ефект загущення та розчинність у воді. Застосування HEC у бурових розчинах в основному залежить від гідрофільних груп (гідроксильних і гідроксіетильних груп) у його молекулярному ланцюзі. Ці групи можуть утворювати хорошу мережу водневих зв’язків у водному розчині, надаючи розчину властивості збільшення в’язкості. .
2. Основна роль ГЕК в буровому розчині
Ефект загущувача
Однією з найважливіших функцій ГЕК у бурових розчинах є загусник. Характеристики високої в’язкості HEC можуть значно підвищити в’язкість бурового розчину, гарантуючи, що буровий розчин має достатню опорну здатність, щоб допомогти переносити шлам і частинки піску та транспортувати уламки буріння з дна свердловини на поверхню. Підвищення в'язкості бурової рідини також допомагає зменшити тертя на внутрішній стінці бурильної труби, тим самим підвищуючи ефективність буріння. Крім того, сильні властивості загущення та стабільна в’язкість HEC дозволяють досягти ідеального ефекту загущення при низьких концентраціях, ефективно знижуючи витрати на буріння.
Роль агента контролю втрати рідини
Під час процесу буріння контролювання втрат бурового розчину є важливим фактором. Контроль втрати рідини має вирішальне значення для підтримки стабільності стінки свердловини, щоб запобігти надмірному проникненню бурової води в пласт, що спричиняє обвалення пласта або нестабільність стінки свердловини. Завдяки своїм хорошим гідратаційним властивостям, HEC може утворювати щільний шар фільтраційної корки на стінці свердловини, зменшуючи швидкість проникнення води з бурового розчину в пласт, тим самим ефективно контролюючи втрату рідини з бурового розчину. Цей фільтраційний осад не тільки має гарну в'язкість і міцність, але також може адаптуватися до різних геологічних шарів, таким чином зберігаючи стабільність стінки свердловини в глибоких свердловинах і в середовищах з високою температурою.
Реологічні агенти та контроль потоку
HEC також відіграє важливу роль у регулюванні плинності бурового розчину. Реологія бурового розчину відноситься до його деформації або текучості під дією напруги зсуву. Чим краща реологія, тим краще буровий розчин передає тиск і переносить шлам під час процесу буріння. HEC може регулювати реологічні властивості бурового розчину, змінюючи його в’язкість і текучість, тим самим покращуючи ефект розрідження розчину при зсуві, дозволяючи розчину плавно текти в бурильній трубі та покращуючи ефект змащування розчину. Особливо в процесі буріння глибоких свердловин і горизонтальних свердловин ефект реологічного регулювання HEC є особливо важливим.
Посилене очищення стовбура свердловини
Згущувальний ефект HEC не тільки сприяє здатності бурового розчину переносити та підвішувати буровий шлам, але також сприяє підвищенню чистоти стовбура свердловини. В процесі буріння в стовбурі свердловини буде утворюватися велика кількість шламу. Якщо ці бурові породи не можуть бути ефективно винесені буровим розчином, вони можуть накопичуватися на дні свердловини та утворювати привибійні відкладення, тим самим збільшуючи опір бурового долота та впливаючи на хід буріння. Завдяки своїм ефективним згущуючим властивостям, HEC може допомогти розчину суспендувати та більш ефективно транспортувати буровий шлам, забезпечуючи таким чином чистоту стовбура свердловини та запобігаючи накопиченню відкладень.
Ефект проти забруднення
Під час процесу буріння буровий розчин часто забруднюється різними мінералами та пластовими рідинами, що спричиняє руйнування бурового розчину. Ще однією важливою перевагою HEC є захист від забруднення. HEC стабільний за різних умов рН і має сильну здатність протидіяти багатовалентним іонам, таким як кальцій і магній, що дозволяє йому підтримувати стабільну в’язкість і ефект загущення в пластах, що містять мінерали, тим самим зменшуючи. Це знижує ризик виходу з ладу бурового розчину в забруднене середовище.
Екологічно чистий і біологічно розкладається
ОскількиHECє натуральним полімерним матеріалом, має хорошу біорозкладаність і екологічність. У контексті поступово зростаючих вимог до захисту навколишнього середовища характеристики біорозкладаності HEC роблять його важливим компонентом екологічно чистих систем бурових розчинів. HEC не спричинить значного забруднення навколишнього середовища під час використання та не матиме негативного впливу на ґрунт та ґрунтові води після деградації. Тому є високоякісною екологічно чистою добавкою.
3. Виклики та майбутній розвиток додатків HEC
Хоча HEC має ряд переваг у буровому розчині, його продуктивність в екстремальних умовах буріння, таких як висока температура і тиск, потребує подальшого вдосконалення. Наприклад, HEC може піддаватися термічній деградації при високих температурах, що призводить до втрати в’язкості та ефекту згущення. Тому, щоб функціонувати в більш складних і екстремальних умовах буріння, дослідження в останні роки почали зосереджуватися на модифікації HEC для покращення його високотемпературної стабільності та стійкості до високого тиску. Наприклад, вводячи зшиваючі агенти, групи високотемпературної стійкості та інші методи хімічної модифікації в молекулярний ланцюг HEC, продуктивність HEC в екстремальних умовах може бути покращена та адаптована до потреб більш вимогливих геологічних середовищ.
Як важливий компонент бурового розчину, HEC відіграє важливу роль у буровій техніці завдяки своїм властивостям згущення, захисту від фільтрації, реологічного регулювання, захисту від забруднення та екологічності. У майбутньому, із збільшенням глибини та складності буріння, вимоги до продуктивності HEC також зростуть. Завдяки оптимізації та модифікації HEC сфера його застосування в бурових розчинах буде ще більше розширена, щоб задовольнити потреби в більш суворих умовах буріння. .
Час публікації: 14 листопада 2024 р