page_head_bg

Zastosowanie polianionowej celulozy (PAC) w wodnej płuczce wiertniczej

Celuloza polianionowa (PAC) jest stosowana głównie jako reduktor utraty płynu, wzmacniacz lepkości i regulator reologiczny w płynie wiertniczym.W pracy opisano pokrótce główne wskaźniki fizyczne i chemiczne PAC, takie jak lepkość, reologia, jednorodność podstawienia, czystość i stosunek lepkości soli, w połączeniu ze wskaźnikami stosowania w płuczkach wiertniczych.
Unikalna struktura molekularna PAC sprawia, że ​​wykazuje doskonałe działanie w wodzie słodkiej, słonej, morskiej i nasyconej słonej wodzie.Stosowany jako reduktor filtratu w płuczce wiertniczej, PAC ma skuteczną zdolność kontroli utraty wody, a utworzony placek błotny jest cienki i wytrzymały.Jako środek zwiększający lepkość może szybko poprawić lepkość pozorną, lepkość plastyczną i dynamiczną siłę ścinającą płuczki wiertniczej oraz poprawić i kontrolować reologię płuczki.Te właściwości aplikacyjne są ściśle związane z indeksami fizycznymi i chemicznymi ich produktów.

1. Lepkość PAC i jej zastosowanie w płynie wiertniczym

Lepkość PAC jest cechą charakterystyczną roztworu koloidalnego powstałego po rozpuszczeniu w wodzie.Istotny wpływ na jego zastosowanie ma zachowanie reologiczne roztworu PAC.Lepkość PAC zależy od stopnia polimeryzacji, stężenia roztworu i temperatury.Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy stopień polimeryzacji, tym wyższa lepkość;Lepkość wzrastała wraz ze wzrostem stężenia PAC;Lepkość roztworu spada wraz ze wzrostem temperatury.Wiskozymetr NDJ-79 lub Brookfield jest zwykle używany do badania lepkości we wskaźnikach fizycznych i chemicznych produktów PAC.Lepkość produktów PAC jest kontrolowana zgodnie z wymaganiami aplikacji.Gdy PAC jest używany jako lepiszcze lub regulator reologiczny, zwykle wymagany jest PAC o wysokiej lepkości (model produktu to zwykle pac-hv, pac-r itp.).Gdy PAC jest używany głównie jako reduktor utraty płynu i nie zwiększa lepkości płynu wiertniczego ani nie zmienia reologii używanej płynu wiertniczego, wymagane są produkty PAC o niskiej lepkości (modele produktów to zwykle pac-lv i pac-l).
W praktycznym zastosowaniu reologia płuczki wiertniczej jest związana z: (1) zdolnością płuczki wiertniczej do przenoszenia zwiercin i czyszczenia odwiertu;(2) Siła lewitacji;(3) Stabilizujący wpływ na ścianę szybu;(4) Projektowanie optymalizacyjne parametrów wiercenia.Reologię płynu wiertniczego zwykle bada się za pomocą 6-biegowego wiskozymetru obrotowego: 600 obr/min, 300 obr/min, 200 obr/min, 100 obr/min i 6 obr/min.Odczyty z 3 obr./min są wykorzystywane do obliczania lepkości pozornej, lepkości plastycznej, dynamicznej siły ścinającej i statycznej siły ścinającej, które odzwierciedlają reologię PAC w płynie wiertniczym.W tym samym przypadku im wyższa lepkość PAC, tym wyższa lepkość pozorna i lepkość plastyczna oraz większa dynamiczna siła ścinająca i statyczna siła ścinająca.
Ponadto istnieje wiele rodzajów płuczek wiertniczych na bazie wody (takich jak płuczka wiertnicza do wody słodkiej, płuczka wiertnicza do obróbki chemicznej, płuczka wiertnicza do obróbki wapniem, płuczka wiertnicza solankowa, płuczka wiertnicza z wodą morską itp.), więc reologia PAC w różnych systemy płuczki wiertniczej są inne.W przypadku specjalnych systemów płuczkowych może wystąpić duże odchylenie w ocenie wpływu na płynność płuczki tylko od wskaźnika lepkości PAC.Na przykład w systemie płuczki wiertniczej z wodą morską, ze względu na wysoką zawartość soli, mimo że produkt ma wysoką lepkość, niski stopień substytucji produktu prowadzi do niskiej odporności produktu na sól, co skutkuje słabym efektem zwiększania lepkości produktu w procesie użytkowania, co skutkuje niską lepkością pozorną, niską lepkością plastyczną oraz niską dynamiczną siłą ścinającą płuczki, co skutkuje słabą zdolnością płuczki do przenoszenia zwiercin, co może prowadzić do sprawy.

2. Stopień substytucji i jednorodność PAC i jego wydajność w płynie wiertniczym

Stopień substytucji produktów PAC jest zwykle większy lub równy 0,9.Jednak ze względu na różne potrzeby różnych producentów, stopień substytucji produktów PAC jest różny.W ostatnich latach firmy zajmujące się serwisem olejowym stale poprawiały wymagania dotyczące wydajności aplikacji produktów PAC, a zapotrzebowanie na produkty PAC o wysokim stopniu substytucji rośnie.
Stopień podstawienia i jednorodność PAC są ściśle związane ze stosunkiem lepkości soli, odpornością na sól i stratą filtracyjną produktu.Ogólnie, im wyższy stopień podstawienia PAC, tym lepsza jednorodność podstawienia i lepszy stosunek lepkości soli, odporność na sól i filtracja produktu.
Po rozpuszczeniu PAC w silnie elektrolitowym roztworze soli nieorganicznej lepkość roztworu zmniejszy się, powodując tak zwany efekt soli.Jony dodatnie zjonizowane przez sól i - coh2coo - Działanie grupy anionowej H2O zmniejsza (lub nawet eliminuje) homoelektryczność na łańcuchu bocznym cząsteczki PAC.Z powodu niewystarczającej elektrostatycznej siły odpychania łańcuch molekularny PAC zwija się i deformuje, a niektóre wiązania wodorowe między łańcuchami molekularnymi pękają, co niszczy pierwotną strukturę przestrzenną i specyficznie zmniejsza lepkość wody.
Odporność PAC na sól mierzy się zwykle wskaźnikiem lepkości soli (SVR).Gdy wartość SVR jest wysoka, PAC wykazuje dobrą stabilność.Ogólnie rzecz biorąc, im wyższy stopień podstawienia i im lepsza równomierność podstawienia, tym wyższa wartość SVR.
Kiedy PAC jest używany jako reduktor filtratu, może jonizować do długołańcuchowych wielowartościowych anionów w płynie wiertniczym.Grupy hydroksylowe i eterowe tlenu w swoim łańcuchu cząsteczkowym tworzą wiązania wodorowe z tlenem na powierzchni cząstek lepkości lub tworzą wiązania koordynacyjne z Al3+ na krawędzi zerwania wiązania cząstek gliny, dzięki czemu PAC może być zaadsorbowany na glinie;Uwodnienie wielu grup karboksylanu sodu pogrubia film hydratacyjny na powierzchni cząstek gliny, zapobiega agregacji cząstek gliny w duże cząstki w wyniku kolizji (ochrona kleju), a wiele drobnych cząstek gliny zostanie zaadsorbowanych na łańcuchu molekularnym PAC przy jednocześnie tworząc mieszaną strukturę sieciową obejmującą cały system, aby poprawić stabilność agregacji cząstek lepkości, chronić zawartość cząstek w płynie wiertniczym i tworzyć gęsty placek błotny, Zmniejszyć filtrację.Im wyższy stopień substytucji produktów PAC, tym wyższa zawartość karboksylanu sodu, tym lepsza równomierność podstawienia, tym bardziej jednorodny film hydratacyjny, co sprawia, że ​​im silniejszy jest efekt ochrony żelowej PAC w płuczce wiertniczej, a więc tym bardziej oczywisty efekt zmniejszenia utraty płynów.

3. Czystość PAC i jego zastosowanie w płuczce wiertniczej

Jeżeli układ płuczki wiertniczej jest inny, dawkowanie środka do obróbki płuczki wiertniczej i środka do obróbki jest różne, więc dawkowanie PAC w różnych układach płuczki wiertniczej może być różne.Jeśli jest określone dawkowanie PAC w płuczce wiertniczej, a płuczka ma dobrą reologię i redukcję filtracji, można to osiągnąć poprzez regulację czystości.
W tych samych warunkach im wyższa czystość PAC, tym lepsza wydajność produktu.Jednak czystość PAC przy dobrej wydajności produktu niekoniecznie jest wysoka.Równowagę między wydajnością produktu a czystością należy określić zgodnie z rzeczywistą sytuacją.

4. Wydajność aplikacji PAC antybakteryjna i ochrona środowiska w płynie wiertniczym

W pewnych warunkach niektóre mikroorganizmy spowodują rozpad PAC, szczególnie pod wpływem celulazy i piku amylazy, co skutkuje pęknięciem głównego łańcucha PAC i powstaniem cukru redukującego, zmniejsza się stopień polimeryzacji i lepkość roztworu .Zdolność antyenzymatyczna PAC zależy głównie od jednorodności podstawienia molekularnego i stopnia podstawienia.PAC z dobrą jednorodnością podstawienia i wysokim stopniem podstawienia ma lepsze działanie antyenzymatyczne.Dzieje się tak, ponieważ łańcuch boczny połączony resztami glukozy może zapobiegać rozkładowi enzymu.
Stopień substytucji PAC jest stosunkowo wysoki, dzięki czemu produkt ma dobre działanie antybakteryjne i nie będzie wydzielał gnijącego zapachu z powodu fermentacji podczas rzeczywistego użytkowania, więc nie ma potrzeby dodawania specjalnych konserwantów, co sprzyja budowie na miejscu.
Ponieważ PAC jest nietoksyczny i nieszkodliwy, nie zanieczyszcza środowiska.Ponadto może ulegać rozkładowi w określonych warunkach mikrobiologicznych.Dlatego też oczyszczanie PAC w odpadowej płuczce wiertniczej jest stosunkowo łatwe, a po oczyszczeniu jest nieszkodliwe dla środowiska.Dlatego PAC jest doskonałym dodatkiem do płynu wiertniczego w zakresie ochrony środowiska.


Czas wysyłki: 18 maja-2021