A celulosa polianiónica (PAC) úsase principalmente como redutor de perdas de fluído, potenciador da viscosidade e regulador reolóxico no fluído de perforación.Este artigo describe brevemente os principais índices físicos e químicos do PAC, como viscosidade, reoloxía, uniformidade de substitución, pureza e relación de viscosidade salina, combinados cos índices de aplicación no fluído de perforación.
A estrutura molecular única do PAC fai que mostre un excelente rendemento de aplicación en auga doce, auga salgada, auga de mar e auga salgada saturada.Cando se usa como redutor de filtrado no fluído de perforación, o PAC ten unha capacidade eficiente de control da perda de auga e a torta de barro formada é fina e resistente.Como viscosificador, pode mellorar rapidamente a viscosidade aparente, a viscosidade plástica e a forza de cizallamento dinámica do fluído de perforación e mellorar e controlar a reoloxía do barro.Estas propiedades de aplicación están estreitamente relacionadas cos índices físicos e químicos dos seus produtos.
1. A viscosidade PAC e a súa aplicación no fluído de perforación
A viscosidade PAC é a característica da solución coloidal formada despois de disolverse en auga.O comportamento reolóxico da solución de PAC ten unha importante influencia na súa aplicación.A viscosidade do PAC está relacionada co grao de polimerización, a concentración da solución e a temperatura.En xeral, canto maior sexa o grao de polimerización, maior será a viscosidade;A viscosidade aumentou co aumento da concentración de PAC;A viscosidade da solución diminúe co aumento da temperatura.O viscosímetro NDJ-79 ou Brookfield úsase normalmente para probar a viscosidade nos índices físicos e químicos dos produtos PAC.A viscosidade dos produtos PAC está controlada segundo os requisitos da aplicación.Cando se usa PAC como adhesivo ou regulador reolóxico, adoita ser necesario PAC de alta viscosidade (o modelo de produto adoita ser pac-hv, pac-r, etc.).Cando o PAC se usa principalmente como redutor de perdas de fluído e non aumenta a viscosidade do fluído de perforación nin cambia a reoloxía do fluído de perforación en uso, requírense produtos PAC de baixa viscosidade (os modelos de produtos adoitan ser pac-lv e pac-l).
Na aplicación práctica, a reoloxía do fluído de perforación está relacionada con: (1) a capacidade do fluído de perforación para transportar cortes de perforación e limpar o pozo;(2) Forza de levitación;(3) Efecto estabilizador na parede do eixe;(4) Deseño de optimización dos parámetros de perforación.A reoloxía do fluído de perforación adoita probarse mediante un viscosímetro rotativo de 6 velocidades: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm e 6 rpm.As lecturas de 3 RPM utilízanse para calcular a viscosidade aparente, a viscosidade plástica, a forza cortante dinámica e a forza cortante estática, que reflicten a reoloxía do PAC no fluído de perforación.No mesmo caso, canto maior sexa a viscosidade do PAC, maior será a viscosidade aparente e a viscosidade plástica, e maior será a forza cortante dinámica e forza cortante estática.
Ademais, hai moitos tipos de fluídos de perforación a base de auga (como fluído de perforación de auga doce, fluído de perforación de tratamento químico, fluído de perforación de tratamento de calcio, fluído de perforación salino, fluído de perforación de auga de mar, etc.), polo que a reoloxía do PAC en diferentes sistemas de fluídos de perforación son diferentes.Para sistemas especiais de fluído de perforación, pode haber unha gran desviación na avaliación do impacto sobre a fluidez do fluído de perforación só a partir do índice de viscosidade do PAC.Por exemplo, no sistema de fluídos de perforación de auga de mar, debido ao alto contido en sal, aínda que o produto ten unha alta viscosidade, o baixo grao de substitución do produto levará a unha baixa resistencia á sal do produto, o que provocará un escaso efecto de aumento da viscosidade. do produto no proceso de uso, o que resulta na baixa viscosidade aparente, baixa viscosidade plástica e baixa forza de cizallamento dinámico do fluído de perforación, o que resulta na escasa capacidade do fluído de perforación para transportar cortes de perforación, o que pode levar a pegarse en graves. casos.
2.Grao de substitución e uniformidade do PAC e o seu rendemento de aplicación no fluído de perforación
O grao de substitución dos produtos PAC adoita ser superior ou igual a 0,9.Non obstante, debido ás diferentes necesidades de varios fabricantes, o grao de substitución dos produtos PAC é diferente.Nos últimos anos, as empresas de servizos petrolíferos melloraron continuamente os requisitos de rendemento das aplicacións dos produtos PAC, e a demanda de produtos PAC con alto grao de substitución está aumentando.
O grao de substitución e a uniformidade do PAC están estreitamente relacionados coa relación de viscosidade do sal, a resistencia á sal e a perda de filtración do produto.Xeralmente, canto maior sexa o grao de substitución de PAC, mellor será a uniformidade da substitución e mellor será a relación de viscosidade do sal, a resistencia á sal e a filtración do produto.
Cando o PAC se disolve nunha solución de sal inorgánica de electrólitos fortes, a viscosidade da solución diminúe, o que provoca o chamado efecto de sal.Os ións positivos ionizados polo sal e - coh2coo - A acción do grupo anión H2O reduce (ou mesmo elimina) a homoelectricidade na cadea lateral da molécula de PAC.Debido á insuficiente forza de repulsión electrostática, a cadea molecular PAC enróllase e defórmase, e algúns enlaces de hidróxeno entre as cadeas moleculares rompen, o que destrúe a estrutura espacial orixinal e reduce especificamente a viscosidade da auga.
A resistencia á sal do PAC adoita medirse mediante a relación de viscosidade do sal (SVR).Cando o valor SVR é alto, PAC mostra unha boa estabilidade.Xeralmente, canto maior sexa o grao de substitución e mellor sexa a uniformidade da substitución, maior será o valor de SVR.
Cando se usa PAC como redutor de filtrado, pode ionizarse en anións multivalentes de cadea longa no fluído de perforación.Os grupos de osíxeno hidroxilo e éter da súa cadea molecular forman enlaces de hidróxeno co osíxeno na superficie das partículas de viscosidade ou forman enlaces de coordinación con Al3 + no bordo de ruptura de enlaces das partículas de arxila, polo que o PAC pode ser adsorbido na arxila;A hidratación de múltiples grupos carboxilato de sodio engrosa a película de hidratación na superficie das partículas de arxila, evita a agregación de partículas de arxila en partículas grandes debido á colisión (protección con cola), e múltiples partículas de arxila fina serán adsorbidas nunha cadea molecular de PAC. ao mesmo tempo para formar unha estrutura de rede mixta que cobre todo o sistema, para mellorar a estabilidade de agregación das partículas de viscosidade, protexer o contido de partículas no fluído de perforación e formar bolo de lodo denso, reducir a filtración.Canto maior sexa o grao de substitución dos produtos PAC, maior será o contido de carboxilato de sodio, mellor será a uniformidade da substitución e máis uniforme será a película de hidratación, o que fai que sexa máis forte o efecto de protección do xel do PAC no fluído de perforación, polo que máis obvio o efecto da redución da perda de líquidos.
3. Pureza do PAC e a súa aplicación no fluído de perforación
Se o sistema de fluído de perforación é diferente, a dosificación do axente de tratamento de fluído de perforación e do axente de tratamento son diferentes, polo que a dosificación de PAC en diferentes sistemas de fluído de perforación pode ser diferente.Se se especifica a dosificación de PAC no fluído de perforación e o fluído de perforación ten unha boa reoloxía e redución da filtración, pódese conseguir axustando a pureza.
Nas mesmas condicións, canto maior sexa a pureza do PAC, mellor será o rendemento do produto.Non obstante, a pureza do PAC cun bo rendemento do produto non é necesariamente alta.O equilibrio entre o rendemento e a pureza do produto debe determinarse segundo a situación real.
4. Rendemento da aplicación de PAC antibacteriano e protección ambiental no fluído de perforación
En determinadas condicións, algúns microorganismos provocarán a descomposición da PAC, especialmente baixo a acción da celulase e o pico de amilasa, o que provocará a fractura da cadea principal de PAC e a formación de azucre reductor, o grao de polimerización diminúe e a viscosidade da solución diminúe. .A capacidade antienzimática da PAC depende principalmente da uniformidade da substitución molecular e do grao de substitución.PAC cunha boa uniformidade de substitución e alto grao de substitución ten un mellor rendemento antienzimático.Isto débese a que a cadea lateral unida por residuos de glicosa pode evitar a descomposición enzimática.
O grao de substitución de PAC é relativamente alto, polo que o produto ten un bo rendemento antibacteriano e non producirá un cheiro pútrido debido á fermentación no uso real, polo que non hai necesidade de engadir conservantes especiais, o que favorece a construción no lugar.
Debido a que o PAC non é tóxico e inofensivo, non contamina o medio ambiente.Ademais, pódese descompoñer en condicións microbianas específicas.Polo tanto, é relativamente fácil tratar PAC no fluído de perforación de residuos e é inofensivo para o medio ambiente despois do tratamento.Polo tanto, PAC é un excelente aditivo para fluídos de perforación de protección ambiental.
Hora de publicación: 18-maio-2021