يستخدم السليلوز البوليانيوني (PAC) بشكل أساسي كمخفض فقدان السوائل ، ومحسن اللزوجة ، ومنظم الريولوجيا في سائل الحفر.يصف هذا البحث بإيجاز الفهارس الفيزيائية والكيميائية الرئيسية لـ PAC ، مثل اللزوجة ، والريولوجيا ، وتوحيد الاستبدال ، والنقاء ونسبة لزوجة الملح ، جنبًا إلى جنب مع فهارس التطبيق في مائع الحفر.
يجعل التركيب الجزيئي الفريد لـ PAC يظهر أداء تطبيقًا ممتازًا في المياه العذبة والمياه المالحة ومياه البحر والمياه المالحة المشبعة.عندما تستخدم كمخفض لترشيح في سائل الحفر ، فإن PAC لديها قدرة فعالة على التحكم في فقدان الماء ، وكعكة الطين تكون رقيقة وصعبة.كمزود لزوجة ، يمكنه تحسين اللزوجة الظاهرة ، اللزوجة البلاستيكية وقوة القص الديناميكية لسائل الحفر بسرعة ، وتحسين والتحكم في ريولوجيا الطين.ترتبط خصائص التطبيق هذه ارتباطًا وثيقًا بالفهارس الفيزيائية والكيميائية لمنتجاتها.
1. لزوجة PAC وتطبيقاتها في سائل الحفر
لزوجة PAC هي خاصية المحلول الغروي المتكون بعد الذوبان في الماء.يؤثر السلوك الانسيابي لمحلول PAC بشكل مهم على تطبيقه.ترتبط لزوجة PAC بدرجة البلمرة وتركيز المحلول ودرجة الحرارة.بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة البلمرة ، زادت اللزوجة ؛زادت اللزوجة مع زيادة تركيز PAC ؛تنخفض لزوجة المحلول مع زيادة درجة الحرارة.عادة ما يستخدم NDJ-79 أو مقياس اللزوجة Brookfield لاختبار اللزوجة في الفهارس الفيزيائية والكيميائية لمنتجات PAC.يتم التحكم في لزوجة منتجات PAC وفقًا لمتطلبات التطبيق.عندما يتم استخدام PAC كمنظم أو منظم ريولوجي ، عادة ما تكون اللزوجة العالية PAC مطلوبة (نموذج المنتج عادة ما يكون pac-hv ، pac-r ، إلخ).عندما يتم استخدام PAC بشكل أساسي كمخفض فقدان السوائل ولا يزيد من لزوجة مائع الحفر أو يغير ريولوجيا مائع الحفر المستخدم ، تكون منتجات PAC منخفضة اللزوجة مطلوبة (عادةً ما تكون نماذج المنتج pac-lv و pac-l).
في التطبيق العملي ، ترتبط ريولوجيا مائع الحفر بما يلي: (1) قدرة سائل الحفر على حمل قطع الحفر وتنظيف حفرة البئر ؛(2) قوة الرفع.(3) تأثير التثبيت على جدار العمود ؛(4) التصميم الأمثل لمعلمات الحفر.عادة ما يتم اختبار ريولوجيا مائع الحفر بواسطة مقياس اللزوجة الدوراني بست سرعات: 600 دورة في الدقيقة ، 300 دورة في الدقيقة ، 200 دورة في الدقيقة ، 100 دورة في الدقيقة و 6 دورات في الدقيقة.تُستخدم قراءات 3 RPM لحساب اللزوجة الظاهرية ولزوجة البلاستيك وقوة القص الديناميكية وقوة القص الساكنة ، والتي تعكس ريولوجيا PAC في سائل الحفر.في نفس الحالة ، كلما زادت لزوجة PAC ، زادت اللزوجة الظاهرية واللزوجة البلاستيكية ، وزادت قوة القص الديناميكية وقوة القص الثابتة.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من أنواع سوائل الحفر القائمة على الماء (مثل سائل حفر المياه العذبة ، سائل حفر المعالجة الكيميائية ، سائل حفر معالجة الكالسيوم ، سائل الحفر المالح ، سائل حفر مياه البحر ، إلخ) ، وبالتالي فإن ريولوجيا PAC مختلفة أنظمة سائل الحفر مختلفة.بالنسبة لأنظمة مائع الحفر الخاصة ، قد يكون هناك انحراف كبير في تقييم التأثير على سيولة مائع الحفر فقط من مؤشر اللزوجة لـ PAC.على سبيل المثال ، في نظام سائل الحفر بمياه البحر ، نظرًا لارتفاع نسبة الملح ، على الرغم من أن المنتج يحتوي على لزوجة عالية ، فإن الدرجة المنخفضة لاستبدال المنتج ستؤدي إلى انخفاض مقاومة الملح للمنتج ، مما يؤدي إلى ضعف اللزوجة وزيادة تأثير المنتج قيد الاستخدام ، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة الظاهرية وانخفاض اللزوجة البلاستيكية وقوة القص الديناميكية المنخفضة لسائل الحفر ، مما يؤدي إلى ضعف قدرة مائع الحفر على حمل قطع الحفر ، مما قد يؤدي إلى الالتصاق بشكل خطير حالات.
2- درجة الاستبدال وتوحيد PAC وأداء تطبيقاتها في مائع الحفر
عادة ما تكون درجة الاستبدال لمنتجات PAC أكبر من أو تساوي 0.9.ومع ذلك ، نظرًا للاحتياجات المختلفة لمختلف الشركات المصنعة ، تختلف درجة استبدال منتجات PAC.في السنوات الأخيرة ، عملت شركات خدمات النفط باستمرار على تحسين متطلبات أداء التطبيقات لمنتجات PAC ، ويزداد الطلب على منتجات PAC بدرجة عالية من الاستبدال.
ترتبط درجة الاستبدال وتوحيد PAC ارتباطًا وثيقًا بنسبة لزوجة الملح ومقاومة الملح وفقدان الترشيح للمنتج.بشكل عام ، كلما زادت درجة الاستبدال لـ PAC ، كان تجانس الاستبدال أفضل ، وكانت نسبة لزوجة الملح ومقاومة الملح وترشيح المنتج أفضل.
عندما يتم إذابة PAC في محلول ملح غير عضوي قوي الإلكتروليت ، ستنخفض لزوجة المحلول ، مما يؤدي إلى ما يسمى بتأثير الملح.الأيونات الموجبة المتأينة بواسطة الملح و - coh2coo - عمل مجموعة أنيون H2O يقلل (أو حتى يزيل) الكهرباء المتجانسة على السلسلة الجانبية لجزيء PAC.نظرًا لقوة التنافر الكهروستاتيكي غير الكافية ، فإن سلسلة PAC الجزيئية تتجعد وتشوه ، وبعض الروابط الهيدروجينية بين السلاسل الجزيئية تتكسر ، مما يدمر الهيكل المكاني الأصلي ويقلل على وجه التحديد من لزوجة الماء.
عادة ما يتم قياس مقاومة الملح لـ PAC بواسطة نسبة لزوجة الملح (SVR).عندما تكون قيمة SVR عالية ، يُظهر PAC ثباتًا جيدًا.بشكل عام ، كلما زادت درجة الاستبدال وكان تجانس الاستبدال أفضل ، زادت قيمة SVR.
عندما يتم استخدام PAC كمخفض ترشيح ، يمكن أن يتأين إلى أنيونات متعددة التكافؤ طويلة السلسلة في سائل الحفر.تشكل مجموعات الهيدروكسيل والأكسجين الأثير في سلسلتها الجزيئية روابط هيدروجينية مع الأكسجين على سطح جزيئات اللزوجة أو تشكل روابط تنسيق مع Al3 + على حافة كسر السندات لجزيئات الطين ، بحيث يمكن امتصاص PAC على الصلصال ؛يعمل ترطيب مجموعات كربوكسيلات الصوديوم المتعددة على زيادة سماكة فيلم الترطيب على سطح جزيئات الطين ، ويمنع تراكم جزيئات الطين في جزيئات كبيرة بسبب الاصطدام (حماية الغراء) ، وسيتم امتصاص جزيئات الطين الدقيقة المتعددة على سلسلة جزيئية من PAC في في نفس الوقت لتشكيل بنية شبكة مختلطة تغطي النظام بأكمله ، وذلك لتحسين استقرار تجميع جزيئات اللزوجة ، وحماية محتوى الجزيئات في سائل الحفر وتشكيل كعكة طينية كثيفة ، وتقليل الترشيح.كلما زادت درجة استبدال منتجات PAC ، كلما زاد محتوى كربوكسيلات الصوديوم ، كان تجانس الاستبدال أفضل ، وكلما كان فيلم الترطيب أكثر اتساقًا ، مما يجعل تأثير حماية الهلام لـ PAC أقوى في سائل الحفر ، وبالتالي كلما زاد من الواضح تأثير تقليل فقد السوائل.
3. نقاء PAC وتطبيقاته في سائل الحفر
إذا كان نظام مائع الحفر مختلفًا ، فإن جرعة عامل معالجة مائع الحفر وعامل المعالجة مختلفة ، وبالتالي قد تختلف جرعة PAC في أنظمة موائع الحفر المختلفة.إذا تم تحديد جرعة PAC في مائع الحفر وكان لسائل الحفر انسيابية جيدة وتقليل الترشيح ، فيمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط النقاء.
في ظل نفس الظروف ، كلما زادت درجة نقاء PAC ، كان أداء المنتج أفضل.ومع ذلك ، فإن نقاء PAC مع أداء المنتج الجيد ليس بالضرورة مرتفعًا.يجب تحديد التوازن بين أداء المنتج والنقاء وفقًا للوضع الفعلي.
4. أداء تطبيق PAC المضاد للبكتيريا وحماية البيئة في سائل الحفر
في ظل ظروف معينة ، ستؤدي بعض الكائنات الحية الدقيقة إلى تحلل PAC ، خاصةً تحت تأثير السليلاز وذروة الأميليز ، مما يؤدي إلى كسر السلسلة الرئيسية لـ PAC وتكوين السكر المختزل ، وتقل درجة البلمرة ، وتقل لزوجة المحلول .تعتمد قدرة الإنزيم المضاد لـ PAC بشكل أساسي على توحيد الاستبدال الجزيئي ودرجة الاستبدال.PAC مع توحيد الاستبدال الجيد ودرجة عالية من الاستبدال لديها أداء أفضل مضاد للإنزيم.وذلك لأن السلسلة الجانبية المرتبطة ببقايا الجلوكوز يمكن أن تمنع تحلل الإنزيم.
درجة استبدال PAC عالية نسبيًا ، لذا فإن المنتج يتمتع بأداء جيد مضاد للجراثيم ولن ينتج رائحة كريهة بسبب التخمير في الاستخدام الفعلي ، لذلك ليست هناك حاجة لإضافة مواد حافظة خاصة ، مما يساعد على البناء في الموقع.
لأن PAC غير سامة وغير ضارة ، فهي لا تلوث البيئة.بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتحلل في ظل ظروف جرثومية محددة.لذلك ، من السهل نسبيًا معالجة PAC في سائل حفر النفايات ، وهي غير ضارة بالبيئة بعد المعالجة.لذلك ، PAC هي مادة مضافة ممتازة لسائل الحفر لحماية البيئة.
الوقت ما بعد: 18 مايو - 2021