page_head_bg

Aplikácia polyaniónovej celulózy (PAC) vo vrtnej kvapaline na vodnej báze

Polyaniónová celulóza (PAC) sa používa hlavne ako prostriedok na zníženie straty tekutiny, zosilňovač viskozity a reologický regulátor vo vrtnej kvapaline.Tento článok stručne popisuje hlavné fyzikálne a chemické indexy PAC, ako je viskozita, reológia, substitučná rovnomernosť, čistota a pomer viskozity soli, v kombinácii s indexmi použitia vo vrtnej kvapaline.
Vďaka jedinečnej molekulárnej štruktúre PAC vykazuje vynikajúci aplikačný výkon v sladkej vode, slanej vode, morskej vode a nasýtenej slanej vode.Pri použití ako redukcia filtrátu vo vrtnej kvapaline má PAC účinnú schopnosť kontrolovať stratu vody a vytvorený kalový koláč je tenký a pevný.Ako viskozifikátor môže rýchlo zlepšiť zdanlivú viskozitu, plastickú viskozitu a dynamickú šmykovú silu vrtnej kvapaliny a zlepšiť a kontrolovať reológiu bahna.Tieto aplikačné vlastnosti úzko súvisia s fyzikálnymi a chemickými indexmi ich produktov.

1. Viskozita PAC a jej aplikácia vo vrtnej kvapaline

Viskozita PAC je charakteristická pre koloidný roztok vytvorený po rozpustení vo vode.Reologické správanie roztoku PAC má dôležitý vplyv na jeho aplikáciu.Viskozita PAC súvisí so stupňom polymerizácie, koncentráciou roztoku a teplotou.Všeobecne povedané, čím vyšší je stupeň polymerizácie, tým vyššia je viskozita;Viskozita sa zvyšovala so zvyšujúcou sa koncentráciou PAC;Viskozita roztoku klesá so zvyšujúcou sa teplotou.NDJ-79 alebo Brookfieldov viskozimeter sa zvyčajne používa na testovanie viskozity vo fyzikálnych a chemických indexoch produktov PAC.Viskozita produktov PAC sa riadi podľa požiadaviek aplikácie.Keď sa PAC používa ako prostriedok na zvýšenie lepivosti alebo reologický regulátor, zvyčajne sa vyžaduje PAC s vysokou viskozitou (model produktu je zvyčajne pac-hv, pac-r atď.).Ak sa PAC používa hlavne ako prostriedok na zníženie straty kvapaliny a nezvyšuje viskozitu vrtnej kvapaliny ani nemení reológiu vrtnej kvapaliny pri používaní, vyžadujú sa produkty PAC s nízkou viskozitou (modely produktov sú zvyčajne pac-lv a pac-l).
V praktickej aplikácii súvisí reológia vrtnej kvapaliny s: (1) schopnosťou vrtnej kvapaliny prenášať vrtné rezky a čistiť vrt;(2) Levitačná sila;(3) Stabilizačný účinok na stenu šachty;(4) Návrh optimalizácie parametrov vŕtania.Reológia vrtnej kvapaliny sa zvyčajne testuje 6-rýchlostným rotačným viskozimetrom: 600 ot./min, 300 ot./min., 200 ot./min., 100 ot./min. a 6 ot./min.Hodnoty 3 RPM sa používajú na výpočet zdanlivej viskozity, plastickej viskozity, dynamickej šmykovej sily a statickej šmykovej sily, ktoré odrážajú reológiu PAC vo vrtnej kvapaline.V rovnakom prípade, čím vyššia je viskozita PAC, tým vyššia je zdanlivá viskozita a plastická viskozita a tým väčšia je dynamická šmyková sila a statická šmyková sila.
Okrem toho existuje mnoho druhov vrtných kvapalín na báze vody (ako je vrtná kvapalina pre sladkú vodu, vrtná kvapalina na chemickú úpravu, vrtná kvapalina na úpravu vápnika, slaná vrtná kvapalina, vrtná kvapalina s morskou vodou atď.), takže reológia PAC je v rôznych systémy vrtnej kvapaliny sú odlišné.Pri špeciálnych systémoch vrtnej kvapaliny môže byť veľká odchýlka pri hodnotení vplyvu na tekutosť vrtnej kvapaliny len od indexu viskozity PAC.Napríklad v systéme vrtnej kvapaliny s morskou vodou, v dôsledku vysokého obsahu soli, hoci má produkt vysokú viskozitu, nízky stupeň substitúcie produktu povedie k nízkej odolnosti produktu voči soli, čo má za následok slabý účinok na zvýšenie viskozity. produktu v procese používania, čo má za následok nízku zdanlivú viskozitu, nízku plastickú viskozitu a nízku dynamickú šmykovú silu vrtného výplachu, čo má za následok zlú schopnosť vrtného výplachu prenášať vrtné úlomky, čo môže viesť k vážnemu prilepeniu prípady.

2. Stupeň substitúcie a rovnomernosť PAC a jeho aplikačný výkon vo vrtnej kvapaline

Stupeň substitúcie produktov PAC je zvyčajne väčší alebo rovný 0,9.Avšak vzhľadom na rôzne potreby rôznych výrobcov je miera substitúcie produktov PAC rôzna.V posledných rokoch spoločnosti poskytujúce ropné služby neustále zlepšovali požiadavky na aplikačný výkon produktov PAC a dopyt po produktoch PAC s vysokým stupňom substitúcie sa zvyšuje.
Stupeň substitúcie a jednotnosť PAC úzko súvisia s pomerom viskozity soli, odolnosťou voči soli a stratou produktu pri filtrácii.Vo všeobecnosti, čím vyšší je stupeň substitúcie PAC, tým lepšia je rovnomernosť substitúcie a tým lepší je pomer viskozity soli, odolnosť voči soli a filtrácia produktu.
Keď sa PAC rozpustí v silnom elektrolytickom roztoku anorganickej soli, viskozita roztoku sa zníži, čo vedie k takzvanému soľnému efektu.Kladné ióny ionizované soľou a - coh2coo - Pôsobenie aniónovej skupiny H2O znižuje (alebo dokonca eliminuje) homoelektriku na bočnom reťazci molekuly PAC.V dôsledku nedostatočnej elektrostatickej odpudzovacej sily sa molekulárny reťazec PAC krúti a deformuje a niektoré vodíkové väzby medzi molekulárnymi reťazcami sa lámu, čo ničí pôvodnú priestorovú štruktúru a špecificky znižuje viskozitu vody.
Odolnosť PAC voči soli sa zvyčajne meria pomerom viskozity soli (SVR).Keď je hodnota SVR vysoká, PAC vykazuje dobrú stabilitu.Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší je stupeň substitúcie a čím lepšia je rovnomernosť substitúcie, tým vyššia je hodnota SVR.
Keď sa PAC používa ako redukcia filtrátu, môže sa vo vrtnej kvapaline ionizovať na viacmocné anióny s dlhým reťazcom.Hydroxylové a éterové kyslíkové skupiny v jeho molekulovom reťazci vytvárajú vodíkové väzby s kyslíkom na povrchu častíc s viskozitou alebo vytvárajú koordinačné väzby s Al3+ na hrane lámajúcej väzbu ílových častíc, takže PAC môže byť adsorbovaný na ílu;Hydratácia viacerých karboxylátových skupín sodných zahusťuje hydratačný film na povrchu častíc ílu, zabraňuje zhlukovaniu častíc ílu do veľkých častíc v dôsledku kolízie (ochrana lepidla) a viaceré jemné častice ílu budú adsorbované na molekulárnom reťazci PAC pri zároveň vytvoriť zmiešanú sieťovú štruktúru pokrývajúcu celý systém, aby sa zlepšila agregačná stabilita častíc s viskozitou, chránil sa obsah častíc vo vrtnej kvapaline a vytvoril sa hustý kalový koláč, Znížte filtráciu.Čím vyšší je stupeň substitúcie produktov PAC, tým vyšší je obsah karboxylátu sodného, ​​tým lepšia je rovnomernosť substitúcie a tým rovnomernejší je hydratačný film, vďaka čomu je účinok gélovej ochrany PAC vo vrtnej kvapaline silnejší, takže tým viac zrejmý účinok zníženia straty tekutín.

3. Čistota PAC a jeho použitie vo vrtnej kvapaline

Ak je systém vrtného výplachu odlišný, dávka činidla na úpravu vrtného výplachu a činidla na úpravu sú odlišné, takže dávkovanie PAC v rôznych systémoch vrtného výplachu môže byť odlišné.Ak je špecifikované dávkovanie PAC vo vrtnej kvapaline a vrtná kvapalina má dobrú reológiu a redukciu filtrácie, možno to dosiahnuť úpravou čistoty.
Za rovnakých podmienok platí, že čím vyššia je čistota PAC, tým lepšia je výkonnosť produktu.Čistota PAC s dobrým výkonom produktu však nie je nevyhnutne vysoká.Rovnováhu medzi výkonom produktu a čistotou je potrebné určiť podľa skutočnej situácie.

4. Aplikačný výkon PAC antibakteriálnej a ochrany životného prostredia vo vrtnej kvapaline

Za určitých podmienok niektoré mikroorganizmy spôsobia rozpad PAC, najmä pôsobením celulázy a vrcholovej amylázy, čo má za následok zlomenie hlavného reťazca PAC a tvorbu redukujúceho cukru, zníži sa stupeň polymerizácie a zníži sa viskozita roztoku. .Antienzýmová schopnosť PAC závisí hlavne od uniformity molekulovej substitúcie a stupňa substitúcie.PAC s dobrou substitučnou uniformitou a vysokým stupňom substitúcie má lepšiu antienzýmovú účinnosť.Je to preto, že bočný reťazec spojený glukózovými zvyškami môže zabrániť rozkladu enzýmu.
Stupeň substitúcie PAC je relatívne vysoký, takže výrobok má dobrý antibakteriálny účinok a pri skutočnom použití nebude produkovať hnilobný zápach v dôsledku fermentácie, takže nie je potrebné pridávať špeciálne konzervačné látky, čo prispieva k stavbe na mieste.
Pretože PAC je netoxický a neškodný, neznečisťuje životné prostredie.Okrem toho sa môže za špecifických mikrobiálnych podmienok rozložiť.Preto je relatívne ľahké spracovať PAC v odpadovej vrtnej kvapaline a po spracovaní je neškodné pre životné prostredie.Preto je PAC vynikajúcou prísadou do vrtnej kvapaliny na ochranu životného prostredia.


Čas odoslania: 18. máj 2021