Polyanjonisk cellulosa (PAC) används huvudsakligen som vätskeförlustreducerare, viskositetsförstärkare och reologisk regulator i borrvätska.Detta dokument beskriver kortfattat de huvudsakliga fysikaliska och kemiska indexen för PAC, såsom viskositet, reologi, substitutionslikformighet, renhet och saltviskositetsförhållande, kombinerat med applikationsindexen i borrvätska.
Den unika molekylära strukturen hos PAC gör att den visar utmärkta appliceringsprestanda i sötvatten, saltvatten, havsvatten och mättat saltvatten.När den används som en filtratreducerare i borrvätska, har PAC effektiv vattenförlustkontroll, och den lerkaka som bildas är tunn och seg.Som ett viskositetsmedel kan det snabbt förbättra borrvätskans skenbara viskositet, plastiska viskositet och dynamiska skjuvkraft och förbättra och kontrollera lerans reologi.Dessa applikationsegenskaper är nära relaterade till de fysikaliska och kemiska indexen för deras produkter.
1. PAC-viskositet och dess tillämpning i borrvätska
PAC-viskositet är kännetecknet för kolloidal lösning som bildas efter upplösning i vatten.Det reologiska beteendet hos PAC-lösning har ett viktigt inflytande på dess tillämpning.Viskositeten för PAC är relaterad till graden av polymerisation, lösningskoncentration och temperatur.Generellt sett gäller att ju högre polymerisationsgrad, desto högre viskositet;Viskositeten ökade med ökningen av PAC-koncentrationen;Lösningens viskositet minskar med ökningen av temperaturen.NDJ-79 eller Brookfield viskosimeter används vanligtvis för att testa viskositeten i de fysiska och kemiska indexen för PAC-produkter.Viskositeten för PAC-produkter kontrolleras enligt applikationskraven.När PAC används som klibbmedel eller reologisk regulator krävs vanligtvis PAC med hög viskositet (produktmodellen är vanligtvis pac-hv, pac-r, etc.).När PAC huvudsakligen används som vätskeförlustreducerare och inte ökar viskositeten hos borrvätska eller ändrar reologin hos borrvätska som används, krävs lågviskösa PAC-produkter (produktmodellerna är vanligtvis pac-lv och pac-l).
I praktisk tillämpning är borrvätskans reologi relaterad till: (1) förmågan hos borrvätska att bära borrspån och rengöra borrhålet;(2) Levitationskraft;(3) Stabiliserande effekt på schaktväggen;(4) Optimeringsdesign av borrparametrar.Borrvätskans reologi testas vanligtvis med 6-växlad roterande viskosimeter: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm och 6 rpm.3 RPM-avläsningar används för att beräkna den skenbara viskositeten, plastisk viskositet, dynamisk skjuvkraft och statisk skjuvkraft, som återspeglar reologin hos PAC i borrvätska.I samma fall, ju högre viskositeten för PAC, desto högre är den skenbara viskositeten och plastisk viskositeten, och desto större är den dynamiska skjuvkraften och den statiska skjuvkraften.
Dessutom finns det många typer av vattenbaserade borrvätskor (såsom färskvattenborrvätska, kemisk behandlingsborrvätska, kalciumbehandlingsborrvätska, saltlösningsborrvätska, havsvattenborrvätska etc.), så reologin hos PAC i olika borrvätskesystem är annorlunda.För speciella borrvätskesystem kan det finnas en stor avvikelse vid utvärdering av påverkan på borrvätskans fluiditet endast från viskositetsindexet för PAC.Till exempel, i havsvattenborrvätskesystemet, på grund av det höga saltinnehållet, även om produkten har hög viskositet, kommer den låga graden av substitution av produkten att leda till produktens låga saltbeständighet, vilket resulterar i den dåliga viskositetsökningseffekten. av produkten under användning, vilket resulterar i den låga skenbara viskositeten, den låga plastiska viskositeten och den låga dynamiska skjuvkraften hos borrvätskan, vilket resulterar i den dåliga förmågan hos borrvätskan att bära borrspån, vilket kan leda till att det fastnar allvarligt fall.
2. Substitutionsgrad och enhetlighet hos PAC och dess appliceringsprestanda i borrvätska
Substitutionsgraden för PAC-produkter är vanligtvis större än eller lika med 0,9.Men på grund av olika tillverkares olika behov är substitutionsgraden för PAC-produkter olika.Under de senaste åren har oljeserviceföretag kontinuerligt förbättrat applikationsprestandakraven för PAC-produkter, och efterfrågan på PAC-produkter med hög substitutionsgrad ökar.
Substitutionsgraden och likformigheten hos PAC är nära relaterade till saltets viskositetsförhållande, saltbeständighet och filtreringsförlust för produkten.I allmänhet gäller att ju högre substitutionsgrad av PAC är, desto bättre är substitutionslikformigheten och desto bättre saltviskositetsförhållande, saltbeständighet och filtrering av produkten.
När PAC löses i stark elektrolytisk oorganisk saltlösning kommer lösningens viskositet att minska, vilket resulterar i den så kallade salteffekten.De positiva jonerna joniseras av saltet och - coh2coo - Verkan av H2O-anjongruppen minskar (eller till och med eliminerar) homoelektriciteten på PAC-molekylens sidokedja.På grund av otillräcklig elektrostatisk repulsionskraft krullas och deformeras PAC-molekylkedjan, och vissa vätebindningar mellan molekylkedjorna bryts, vilket förstör den ursprungliga rumsliga strukturen och specifikt minskar vattnets viskositet.
Saltbeständigheten hos PAC mäts vanligtvis med saltviskositetsförhållande (SVR).När SVR-värdet är högt visar PAC god stabilitet.Generellt gäller att ju högre substitutionsgrad och ju bättre enhetlighet av substitution, desto högre SVR-värde.
När PAC används som en filtratreducerare kan den joniseras till långkedjiga multivalenta anjoner i borrvätska.Hydroxyl- och etersyregrupperna i dess molekylkedja bildar vätebindningar med syre på ytan av viskositetspartiklar eller bildar koordinationsbindningar med Al3+ på den bindningsbrytande kanten av lerpartiklar, så att PAC kan adsorberas på lera;Hydratiseringen av flera natriumkarboxylatgrupper förtjockar hydratiseringsfilmen på lerpartiklars yta, förhindrar aggregering av lerpartiklar till stora partiklar på grund av kollision (limskydd), och flera fina lerpartiklar kommer att adsorberas på en molekylkedja av PAC vid samtidigt bilda en blandad nätverksstruktur som täcker hela systemet, för att förbättra aggregationsstabiliteten hos viskositetspartiklar, skydda innehållet av partiklar i borrvätska och bilda tät lerkaka, Minska filtreringen.Ju högre substitutionsgrad av PAC-produkter är, desto högre halt av natriumkarboxylat, desto bättre blir substitutionens enhetlighet och ju mer enhetlig hydratiseringsfilm, vilket gör att ju starkare gelskyddseffekten av PAC har i borrvätska, desto mer uppenbar effekten av att minska vätskeförlusten.
3. Renhet hos PAC och dess tillämpning i borrvätska
Om borrvätskesystemet är olika, är dosen av behandlingsmedel för borrvätska och behandlingsmedel olika, så dosen av PAC i olika borrvätskesystem kan vara olika.Om doseringen av PAC i borrvätska är specificerad och borrvätskan har god reologi och filtreringsreduktion kan det uppnås genom att justera renheten.
Under samma förhållanden, ju högre renhet PAC har, desto bättre prestanda.Renheten hos PAC med bra produktprestanda är dock inte nödvändigtvis hög.Balansen mellan produktens prestanda och renhet måste bestämmas utifrån den faktiska situationen.
4. Appliceringsprestanda av PAC antibakteriellt och miljöskydd i borrvätska
Under vissa förhållanden kommer vissa mikroorganismer att orsaka att PAC sönderfaller, särskilt under verkan av cellulas och toppamylas, vilket resulterar i brott på PAC-huvudkedjan och bildandet av reducerande socker, graden av polymerisation minskar och lösningens viskositet minskar .Antienzymförmågan hos PAC beror huvudsakligen på den molekylära substitutionens enhetlighet och graden av substitution.PAC med god substitutionslikformighet och hög substitutionsgrad har bättre anti-enzymprestanda.Detta beror på att sidokedjan länkad av glukosrester kan förhindra enzymnedbrytning.
Substitutionsgraden för PAC är relativt hög, så produkten har god antibakteriell prestanda och kommer inte att producera ruttnande lukt på grund av jäsning vid faktisk användning, så det finns inget behov av att lägga till speciella konserveringsmedel, vilket bidrar till konstruktion på plats.
Eftersom PAC är giftfritt och ofarligt, förorenar det inte miljön.Dessutom kan den sönderdelas under specifika mikrobiella förhållanden.Därför är det relativt enkelt att behandla PAC i spillborrvätska, och det är ofarligt för miljön efter behandling.Därför är PAC en utmärkt miljöskyddande tillsats för borrvätska.
Posttid: 18 maj 2021