Полианионная целлюлоза (ПАЦ) в основном используется в качестве понизителя водоотдачи, усилителя вязкости и реологического регулятора бурового раствора.В этой статье кратко описаны основные физико-химические показатели ПАЦ, такие как вязкость, реология, однородность замещения, чистота и коэффициент вязкости соли, в сочетании с показателями применения в буровом растворе.
Уникальная молекулярная структура PAC обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики в пресной, соленой, морской и насыщенной соленой воде.При использовании в качестве понизителя фильтрата в буровом растворе ПАУ обладает эффективной способностью контролировать водоотдачу, а образующаяся буровая корка получается тонкой и прочной.Как загуститель, он может быстро улучшить кажущуюся вязкость, пластическую вязкость и динамическую силу сдвига бурового раствора, а также улучшить и контролировать реологию бурового раствора.Эти свойства применения тесно связаны с физическими и химическими показателями их продуктов.
1. Вязкость ПАУ и ее применение в буровых растворах
Вязкость ПАУ является характеристикой коллоидного раствора, образующегося после растворения в воде.Реологическое поведение раствора ПАУ оказывает большое влияние на его применение.Вязкость ПАУ связана со степенью полимеризации, концентрацией раствора и температурой.Вообще говоря, чем выше степень полимеризации, тем выше вязкость;Вязкость увеличивалась с увеличением концентрации ПАЦ;Вязкость раствора уменьшается с повышением температуры.Вискозиметр NDJ-79 или Brookfield обычно используется для определения вязкости по физическим и химическим показателям продуктов PAC.Вязкость продуктов PAC контролируется в соответствии с требованиями применения.Когда ПАУ используется в качестве усилителя клейкости или реологического регулятора, обычно требуется ПАЦ с высокой вязкостью (модель продукта обычно pac-hv, pac-r и т. д.).Когда ПАУ в основном используется в качестве понизителя водоотдачи и не увеличивает вязкость бурового раствора или изменяет реологию бурового раствора при использовании, требуются продукты ПАУ с низкой вязкостью (модели продуктов обычно представляют собой pac-lv и pac-l).
В практическом применении реология бурового раствора связана с: (1) способностью бурового раствора переносить буровой шлам и очищать ствол скважины;(2) сила левитации;(3) Стабилизирующее действие на стенку шахты;(4) Дизайн оптимизации параметров бурения.Реологию бурового раствора обычно проверяют 6-скоростным роторным вискозиметром: 600 об/мин, 300 об/мин, 200 об/мин, 100 об/мин и 6 об/мин.3 Показания об/мин используются для расчета кажущейся вязкости, пластической вязкости, динамической силы сдвига и статической силы сдвига, которые отражают реологию PAC в буровом растворе.В том же случае, чем выше вязкость ПАЦ, тем выше кажущаяся вязкость и пластическая вязкость, а также больше динамическая сила сдвига и статическая сила сдвига.
Кроме того, существует множество видов буровых растворов на водной основе (например, буровой раствор на пресной воде, буровой раствор для химической обработки, буровой раствор для обработки кальция, буровой раствор на солевом растворе, буровой раствор на морской воде и т. системы буровых растворов разные.Для специальных систем буровых растворов может быть большое отклонение в оценке влияния на текучесть бурового раствора только от индекса вязкости ПАС.Например, в системе бурового раствора с морской водой, из-за высокого содержания соли, хотя продукт имеет высокую вязкость, низкая степень замещения продукта приведет к низкой солеустойчивости продукта, что приведет к плохому эффекту увеличения вязкости. продукта в процессе использования, что приводит к низкой кажущейся вязкости, низкой пластической вязкости и низкой динамической силе сдвига бурового раствора, что приводит к плохой способности бурового раствора переносить буровой шлам, что может привести к серьезному застреванию случаи.
2. Степень замещения и однородность ПАЦ и эффективность его применения в буровом растворе.
Степень замещения продуктов ПАУ обычно больше или равна 0,9.Однако из-за различных потребностей разных производителей степень замещения продуктов PAC различна.В последние годы нефтесервисные компании постоянно улучшают требования к рабочим характеристикам продуктов PAC, и спрос на продукты PAC с высокой степенью замещения растет.
Степень замещения и однородность ПАУ тесно связаны с коэффициентом вязкости соли, солеустойчивостью и фильтрующими потерями продукта.Как правило, чем выше степень замещения ПАЦ, тем лучше однородность замещения и лучше коэффициент вязкости соли, устойчивость к соли и фильтрация продукта.
При растворении ПАЦ в растворе неорганической соли сильного электролита вязкость раствора будет уменьшаться, что приводит к так называемому солевому эффекту.Положительные ионы ионизируются солью и - coh2coo - Действие анионной группы H2O уменьшает (или даже устраняет) гомоэлектричество на боковой цепи молекулы PAC.Из-за недостаточной силы электростатического отталкивания молекулярные цепи ПАК скручиваются и деформируются, а некоторые водородные связи между молекулярными цепями разрываются, что разрушает исходную пространственную структуру и специфически снижает вязкость воды.
Солестойкость ПАЦ обычно измеряется коэффициентом вязкости соли (SVR).Когда значение SVR высокое, PAC демонстрирует хорошую стабильность.Как правило, чем выше степень замещения и лучше однородность замещения, тем выше значение SVR.
Когда ПАУ используется в качестве понизителя фильтрата, он может ионизироваться в многовалентные анионы с длинной цепью в буровом растворе.Гидроксильные и эфирно-кислородные группы в его молекулярной цепи образуют водородные связи с кислородом на поверхности вязких частиц или образуют координационные связи с Al3+ на краю разрыва связи глинистых частиц, так что ПАУ может адсорбироваться на глине;Гидратация нескольких групп карбоксилата натрия утолщает гидратационную пленку на поверхности частиц глины, предотвращает агрегацию частиц глины в крупные частицы из-за столкновения (защита от клея), а множественные мелкие частицы глины будут адсорбироваться на молекулярной цепи ПАЦ при в то же время для формирования смешанной сетевой структуры, охватывающей всю систему, чтобы улучшить устойчивость к агрегации частиц вязкости, защитить содержание частиц в буровом растворе и сформировать плотную глинистую корку, уменьшить фильтрацию.Чем выше степень замещения продуктов ПАУ, чем выше содержание карбоксилата натрия, тем лучше равномерность замещения и более однородная гидратная пленка, что делает более сильным гелезащитный эффект ПАЦ в буровом растворе, тем больше очевиден эффект снижения потери жидкости.
3. Чистота ПАУ и его применение в буровых растворах.
Если система бурового раствора отличается, дозировка реагента для обработки бурового раствора и реагента для обработки различна, поэтому дозировка ПАЦ в разных системах бурового раствора может быть разной.Если дозировка ПАЦ в буровом растворе указана и буровой раствор имеет хорошую реологию и снижение фильтрации, этого можно добиться путем регулирования чистоты.
В одних и тех же условиях, чем выше чистота ПАЦ, тем лучше характеристики продукта.Однако чистота ПАУ с хорошими характеристиками продукта не обязательно высока.Баланс между производительностью и чистотой продукта необходимо определять в соответствии с реальной ситуацией.
4. Характеристики применения антибактериального и экологического ПАУ в буровом растворе.
При определенных условиях некоторые микроорганизмы вызывают распад ПАК, особенно под действием целлюлазы и пик-амилазы, что приводит к разрыву основной цепи ПАК и образованию редуцирующих сахаров, снижается степень полимеризации и снижается вязкость раствора. .Антиферментативная способность ПАЦ в основном зависит от однородности молекулярного замещения и степени замещения.PAC с хорошей однородностью замещения и высокой степенью замещения обладает лучшими антиферментными свойствами.Это связано с тем, что боковая цепь, связанная остатками глюкозы, может предотвратить распад фермента.
Степень замещения PAC относительно высока, поэтому продукт обладает хорошими антибактериальными свойствами и не будет выделять гнилостный запах из-за ферментации при фактическом использовании, поэтому нет необходимости добавлять специальные консерванты, что способствует строительству на месте.
Поскольку PAC нетоксичен и безвреден, он не загрязняет окружающую среду.Кроме того, он может разлагаться в определенных микробных условиях.Таким образом, ПАУ относительно легко переработать в отработанном буровом растворе, и после обработки он безвреден для окружающей среды.Таким образом, PAC является отличной добавкой к буровому раствору для защиты окружающей среды.
Время публикации: 18 мая 2021 г.