Selulosa polianionik (PAC) terutama digunakan sebagai peredam kehilangan cairan, penambah viskositas dan pengatur reologi dalam cairan pengeboran.Makalah ini menjelaskan secara singkat indeks fisika dan kimia utama PAC, seperti viskositas, reologi, keseragaman substitusi, kemurnian dan rasio viskositas garam, dikombinasikan dengan indeks aplikasi dalam cairan pengeboran.
Struktur molekul unik PAC membuatnya menunjukkan kinerja aplikasi yang sangat baik di air tawar, air asin, air laut dan air asin jenuh.Ketika digunakan sebagai peredam filtrat dalam cairan pengeboran, PAC memiliki kemampuan kontrol kehilangan air yang efisien, dan kue lumpur yang terbentuk tipis dan keras.Sebagai viscosifier, dapat dengan cepat meningkatkan viskositas nyata, viskositas plastik dan gaya geser dinamis dari cairan pengeboran, dan meningkatkan dan mengontrol reologi lumpur.Sifat aplikasi ini terkait erat dengan indeks fisik dan kimia produk mereka.
1. Viskositas PAC dan aplikasinya dalam cairan pengeboran
Viskositas PAC merupakan karakteristik larutan koloid yang terbentuk setelah dilarutkan dalam air.Perilaku reologi larutan PAC memiliki pengaruh penting pada aplikasinya.Viskositas PAC berhubungan dengan derajat polimerisasi, konsentrasi larutan dan temperatur.Secara umum, semakin tinggi derajat polimerisasi, semakin tinggi viskositasnya;Viskositas meningkat dengan meningkatnya konsentrasi PAC;Viskositas larutan menurun dengan meningkatnya suhu.Viskometer NDJ-79 atau Brookfield biasanya digunakan untuk menguji viskositas dalam indeks fisik dan kimia produk PAC.Viskositas produk PAC dikontrol sesuai dengan persyaratan aplikasi.Ketika PAC digunakan sebagai tackifier atau pengatur reologi, PAC viskositas tinggi biasanya diperlukan (model produk biasanya pac-hv, pac-r, dll.).Ketika PAC terutama digunakan sebagai peredam kehilangan cairan dan tidak meningkatkan viskositas cairan pengeboran atau mengubah reologi cairan pengeboran yang digunakan, produk PAC viskositas rendah diperlukan (model produk biasanya pac-lv dan pac-l).
Dalam aplikasi praktis, reologi fluida pemboran berkaitan dengan: (1) kemampuan fluida pemboran untuk membawa serbuk bor dan membersihkan lubang sumur;(2) gaya levitasi;(3) Efek stabilisasi pada dinding poros;(4) Desain optimasi parameter pengeboran.Reologi fluida pemboran biasanya diuji dengan viskometer putar 6 kecepatan: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm, dan 6 rpm.Pembacaan 3 RPM digunakan untuk menghitung viskositas semu, viskositas plastis, gaya geser dinamis dan gaya geser statis, yang mencerminkan reologi PAC dalam cairan pengeboran.Dalam kasus yang sama, semakin tinggi viskositas PAC, semakin tinggi viskositas nyata dan viskositas plastik, dan semakin besar gaya geser dinamis dan gaya geser statis.
Selain itu, ada banyak jenis cairan pengeboran berbasis air (seperti cairan pengeboran air tawar, cairan pengeboran perawatan kimia, cairan pengeboran perawatan kalsium, cairan pengeboran garam, cairan pengeboran air laut, dll.), sehingga reologi PAC di berbagai sistem fluida pemboran berbeda.Untuk sistem fluida pemboran khusus, mungkin ada penyimpangan besar dalam mengevaluasi dampak fluiditas fluida pemboran hanya dari indeks viskositas PAC.Misalnya, dalam sistem cairan pengeboran air laut, karena kandungan garam yang tinggi, meskipun produk memiliki viskositas tinggi, tingkat substitusi yang rendah dari produk akan menyebabkan ketahanan garam yang rendah dari produk, yang mengakibatkan efek peningkatan viskositas yang buruk. produk dalam proses penggunaan, menghasilkan viskositas nyata yang rendah, viskositas plastik rendah dan gaya geser dinamis yang rendah dari cairan pengeboran, mengakibatkan kemampuan cairan pengeboran yang buruk untuk membawa stek pengeboran, yang dapat menyebabkan lengket serius kasus.
2. Tingkat substitusi dan keseragaman PAC dan kinerja aplikasinya dalam cairan pengeboran
Derajat substitusi produk PAC biasanya lebih besar atau sama dengan 0,9.Namun, karena kebutuhan yang berbeda dari berbagai produsen, tingkat substitusi produk PAC berbeda.Dalam beberapa tahun terakhir, perusahaan layanan minyak terus meningkatkan persyaratan kinerja aplikasi produk PAC, dan permintaan produk PAC dengan tingkat substitusi tinggi meningkat.
Derajat substitusi dan keseragaman PAC berkaitan erat dengan rasio viskositas garam, ketahanan garam, dan kehilangan filtrasi produk.Umumnya, semakin tinggi derajat substitusi PAC, semakin baik keseragaman substitusi, dan semakin baik rasio viskositas garam, ketahanan garam dan filtrasi produk.
Ketika PAC dilarutkan dalam larutan garam anorganik elektrolit kuat, viskositas larutan akan berkurang, menghasilkan apa yang disebut efek garam.Ion positif terionisasi oleh garam dan - coh2coo - Aksi gugus anion H2O mengurangi (atau bahkan menghilangkan) homoelektrik pada rantai samping molekul PAC.Karena gaya tolakan elektrostatik yang tidak mencukupi, rantai molekul PAC melengkung dan berubah bentuk, dan beberapa ikatan hidrogen antara rantai molekul putus, yang menghancurkan struktur spasial asli dan secara khusus mengurangi viskositas air.
Resistensi garam PAC biasanya diukur dengan rasio viskositas garam (SVR).Ketika nilai SVR tinggi, PAC menunjukkan stabilitas yang baik.Umumnya, semakin tinggi derajat substitusi dan semakin baik keseragaman substitusi, semakin tinggi nilai SVR.
Ketika PAC digunakan sebagai peredam filtrat, PAC dapat terionisasi menjadi anion multivalen rantai panjang dalam cairan pengeboran.Gugus hidroksil dan eter oksigen dalam rantai molekulnya membentuk ikatan hidrogen dengan oksigen pada permukaan partikel viskositas atau membentuk ikatan koordinasi dengan Al3+ pada tepi pemutus ikatan partikel lempung, sehingga PAC dapat teradsorpsi pada lempung;Hidrasi beberapa gugus natrium karboksilat mengentalkan film hidrasi pada permukaan partikel lempung, mencegah agregasi partikel lempung menjadi partikel besar akibat tumbukan (perlindungan lem), dan beberapa partikel lempung halus akan teradsorpsi pada rantai molekul PAC di saat yang sama untuk membentuk struktur jaringan campuran yang menutupi seluruh sistem, sehingga dapat meningkatkan stabilitas agregasi partikel viskositas, melindungi kandungan partikel dalam cairan pengeboran dan membentuk kue lumpur padat, Mengurangi filtrasi.Semakin tinggi derajat substitusi produk PAC, semakin tinggi kandungan natrium karboksilat, semakin baik keseragaman substitusi, dan semakin seragam film hidrasi, yang membuat semakin kuat efek perlindungan gel PAC dalam cairan pengeboran, sehingga semakin banyak jelas efek pengurangan kehilangan cairan.
3. Kemurnian PAC dan aplikasinya dalam cairan pengeboran
Jika sistem cairan pengeboran berbeda, dosis agen perawatan cairan pengeboran dan agen perawatan berbeda, sehingga dosis PAC dalam sistem cairan pengeboran yang berbeda mungkin berbeda.Jika dosis PAC dalam cairan pengeboran ditentukan dan cairan pengeboran memiliki reologi dan pengurangan filtrasi yang baik, hal itu dapat dicapai dengan menyesuaikan kemurnian.
Dalam kondisi yang sama, semakin tinggi kemurnian PAC, semakin baik kinerja produk.Namun, kemurnian PAC dengan kinerja produk yang baik belum tentu tinggi.Keseimbangan antara kinerja produk dan kemurnian perlu ditentukan sesuai dengan situasi aktual.
4. Kinerja aplikasi perlindungan antibakteri dan lingkungan PAC dalam cairan pengeboran
Dalam kondisi tertentu, beberapa mikroorganisme akan menyebabkan PAC membusuk, terutama di bawah aksi selulase dan puncak amilase, mengakibatkan putusnya rantai utama PAC dan pembentukan gula pereduksi, derajat polimerisasi menurun, dan viskositas larutan menurun. .Kemampuan anti enzim PAC terutama tergantung pada keseragaman substitusi molekul dan derajat substitusi.PAC dengan keseragaman substitusi yang baik dan derajat substitusi yang tinggi memiliki kinerja anti enzim yang lebih baik.Hal ini karena rantai samping yang dihubungkan oleh residu glukosa dapat mencegah dekomposisi enzim.
Tingkat substitusi PAC relatif tinggi, sehingga produk memiliki kinerja antibakteri yang baik dan tidak akan menghasilkan bau busuk karena fermentasi dalam penggunaan aktual, sehingga tidak perlu menambahkan pengawet khusus, yang kondusif untuk konstruksi di tempat.
Karena PAC tidak beracun dan tidak berbahaya, PAC tidak mencemari lingkungan.Selain itu, dapat terurai di bawah kondisi mikroba tertentu.Oleh karena itu, relatif mudah untuk mengolah PAC dalam cairan pengeboran limbah, dan tidak berbahaya bagi lingkungan setelah perawatan.Oleh karena itu, PAC adalah aditif cairan pengeboran perlindungan lingkungan yang sangat baik.
Waktu posting: 18 Mei-2021