Полианионната целулоза (PAC) се използва главно като редуктор на загубата на течност, подобрител на вискозитета и реологичен регулатор в сондажната течност.Тази статия описва накратко основните физични и химични индекси на PAC, като вискозитет, реология, еднородност на заместване, чистота и съотношение на вискозитет на сол, комбинирани с индексите на приложение в сондажната течност.
Уникалната молекулярна структура на PAC го кара да показва отлични характеристики на приложение в прясна вода, солена вода, морска вода и наситена солена вода.Когато се използва като редуктор на филтрата в сондажна течност, PAC има ефективна способност за контрол на загубата на вода и образуваната кална торта е тънка и жилава.Като вискозификатор, той може бързо да подобри привидния вискозитет, пластичния вискозитет и динамичната сила на срязване на сондажната течност и да подобри и контролира реологията на калта.Тези свойства на приложение са тясно свързани с физическите и химичните показатели на техните продукти.
1. PAC вискозитет и неговото приложение в сондажна течност
PAC вискозитетът е характеристиката на колоидния разтвор, образуван след разтваряне във вода.Реологичното поведение на PAC разтвора има важно влияние върху неговото приложение.Вискозитетът на PAC е свързан със степента на полимеризация, концентрацията на разтвора и температурата.Най-общо казано, колкото по-висока е степента на полимеризация, толкова по-висок е вискозитетът;Вискозитетът се увеличава с увеличаване на концентрацията на PAC;Вискозитетът на разтвора намалява с повишаване на температурата.NDJ-79 или вискозиметър Brookfield обикновено се използва за тестване на вискозитета във физическите и химичните индекси на PAC продуктите.Вискозитетът на PAC продуктите се контролира според изискванията на приложението.Когато PAC се използва като лепило или реологичен регулатор, обикновено се изисква PAC с висок вискозитет (моделът на продукта обикновено е pac-hv, pac-r и т.н.).Когато PAC се използва главно като средство за намаляване на загубата на течност и не увеличава вискозитета на сондажната течност или не променя реологията на използваната сондажна течност, се изискват PAC продукти с нисък вискозитет (моделите на продукта обикновено са pac-lv и pac-l).
При практическо приложение, реологията на сондажния флуид е свързана с: (1) способността на сондажния флуид да пренася сондажни отпадъци и да почиства сондажния отвор;(2) сила на левитация;(3) Стабилизиращ ефект върху стената на шахтата;(4) Оптимизиран дизайн на параметрите на сондирането.Реологията на сондажната течност обикновено се тества с 6-скоростен ротационен вискозиметър: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm и 6 rpm.Отчитанията на 3 RPM се използват за изчисляване на привидния вискозитет, пластичния вискозитет, динамичната сила на срязване и статичната сила на срязване, които отразяват реологията на PAC в сондажната течност.В същия случай, колкото по-висок е вискозитетът на PAC, толкова по-висок е привидният вискозитет и пластичният вискозитет и толкова по-голяма е динамичната сила на срязване и статичната сила на срязване.
Освен това има много видове сондажни течности на водна основа (като сондажна течност за сладка вода, сондажна течност за химическо третиране, сондажна течност за третиране с калций, солна сондажна течност, сондажна течност за морска вода и др.), така че реологията на PAC в различни системите за сондажна течност са различни.За системи със специални сондажни течности може да има голямо отклонение при оценката на влиянието върху течливостта на сондажната течност само от индекса на вискозитет на PAC.Например, в системата за сондажна течност за морска вода, поради високото съдържание на сол, въпреки че продуктът има висок вискозитет, ниската степен на заместване на продукта ще доведе до ниска устойчивост на сол на продукта, което води до слаб ефект на увеличаване на вискозитета на продукта в процеса на употреба, което води до нисък привиден вискозитет, нисък пластичен вискозитет и ниска динамична сила на срязване на сондажната течност, което води до слабата способност на сондажната течност да носи отломки от сондаж, което може да доведе до залепване в сериозни случаи.
2.Степен на заместване и еднаквост на PAC и ефективността на приложението му в сондажна течност
Степента на заместване на PAC продуктите обикновено е по-голяма или равна на 0,9.Въпреки това, поради различните нужди на различните производители, степента на заместване на PAC продуктите е различна.През последните години компаниите за петролни услуги непрекъснато подобряват изискванията за производителност на приложенията на PAC продуктите и търсенето на PAC продукти с висока степен на заместване нараства.
Степента на заместване и еднородността на PAC са тясно свързани със съотношението на вискозитета на солта, устойчивостта на сол и загубата при филтриране на продукта.Като цяло, колкото по-висока е степента на заместване на PAC, толкова по-добра е еднородността на заместването и толкова по-добро е съотношението на вискозитета на солта, устойчивостта на сол и филтрацията на продукта.
Когато PAC се разтвори в силен електролитен разтвор на неорганична сол, вискозитетът на разтвора ще намалее, което ще доведе до така наречения солен ефект.Положителните йони, йонизирани от солта и - coh2coo - Действието на анионната група H2O намалява (или дори елиминира) хомоелектричеството в страничната верига на PAC молекулата.Поради недостатъчна сила на електростатично отблъскване, молекулярната верига на PAC се извива и деформира, а някои водородни връзки между молекулярните вериги се разкъсват, което разрушава оригиналната пространствена структура и по-специално намалява вискозитета на водата.
Солеустойчивостта на PAC обикновено се измерва чрез коефициент на вискозитет на сол (SVR).Когато стойността на SVR е висока, PAC показва добра стабилност.Като цяло, колкото по-висока е степента на заместване и колкото по-добра е равномерността на заместването, толкова по-висока е стойността на SVR.
Когато PAC се използва като редуктор на филтрата, той може да се йонизира в дълговерижни многовалентни аниони в сондажната течност.Хидроксилните и етерните кислородни групи в неговата молекулярна верига образуват водородни връзки с кислорода на повърхността на вискозитетните частици или образуват координационни връзки с Al3 + на ръба на прекъсване на връзката на глинести частици, така че PAC може да бъде адсорбиран върху глината;Хидратацията на множество натриево-карбоксилатни групи удебелява хидратния филм върху повърхността на глинените частици, предотвратява агрегацията на глинени частици в големи частици поради сблъсък (защита от лепило) и множество фини глинени частици ще бъдат адсорбирани върху молекулярна верига от PAC при в същото време за формиране на смесена мрежова структура, покриваща цялата система, така че да се подобри стабилността на агрегиране на вискозитетните частици, да се защити съдържанието на частици в сондажната течност и да се образува плътна кална торта, Намаляване на филтрацията.Колкото по-висока е степента на заместване на PAC продуктите, толкова по-високо е съдържанието на натриев карбоксилат, толкова по-добра е равномерността на заместването и колкото по-равномерен е хидратиращият филм, което прави по-силен защитния ефект на гела на PAC в сондажната течност, така че повече очевиден ефект от намаляване на загубата на течности.
3. Чистота на PAC и приложението му в сондажна течност
Ако системата за сондажна течност е различна, дозировката на агента за обработка на сондажната течност и агента за обработка са различни, така че дозировката на PAC в различните системи за сондажна течност може да е различна.Ако дозировката на PAC в сондажната течност е определена и сондажната течност има добра реология и намаляване на филтрацията, това може да се постигне чрез регулиране на чистотата.
При същите условия, колкото по-висока е чистотата на PAC, толкова по-добра е производителността на продукта.Въпреки това, чистотата на PAC с добра производителност на продукта не е непременно висока.Балансът между производителността и чистотата на продукта трябва да се определи според действителната ситуация.
4. Ефективност на приложението на PAC антибактериална и защита на околната среда в сондажна течност
При определени условия някои микроорганизми ще причинят разпадане на PAC, особено под действието на целулаза и пикова амилаза, което води до счупване на основната верига на PAC и образуване на редуцираща захар, степента на полимеризация намалява и вискозитетът на разтвора намалява .Антиензимната способност на PAC зависи главно от еднородността на молекулярното заместване и степента на заместване.PAC с добра еднородност на заместване и висока степен на заместване има по-добра антиензимна производителност.Това е така, защото страничната верига, свързана с глюкозни остатъци, може да предотврати разграждането на ензима.
Степента на заместване на PAC е сравнително висока, така че продуктът има добро антибактериално действие и няма да предизвика гниеща миризма поради ферментация при реална употреба, така че няма нужда да добавяте специални консерванти, което е благоприятно за изграждане на място.
Тъй като PAC е нетоксичен и безвреден, той не замърсява околната среда.В допълнение, той може да се разложи при специфични микробни условия.Поради това е относително лесно да се третира PAC в отпадъчна сондажна течност и е безвреден за околната среда след обработката.Следователно PAC е отлична добавка за сондажна течност за защита на околната среда.
Време на публикуване: 18 май 2021 г