Polyanionische cellulose (PAC) wordt voornamelijk gebruikt als vloeistofverliesreductiemiddel, viscositeitsverbeteraar en reologische regulator in boorvloeistof.Dit artikel beschrijft in het kort de belangrijkste fysische en chemische indexen van PAC, zoals viscositeit, reologie, substitutie-uniformiteit, zuiverheid en zoutviscositeitsverhouding, gecombineerd met de toepassingsindexen in boorvloeistof.
De unieke moleculaire structuur van PAC zorgt ervoor dat het uitstekende toepassingsprestaties vertoont in zoet water, zout water, zeewater en verzadigd zout water.Bij gebruik als filtraatreductiemiddel in boorvloeistof, heeft PAC een efficiënt waterverliesbeheersingsvermogen en is de gevormde modderkoek dun en taai.Als een viscositeitsverhogend middel kan het snel de schijnbare viscositeit, plastische viscositeit en dynamische afschuifkracht van boorvloeistof verbeteren en de reologie van modder verbeteren en beheersen.Deze toepassingseigenschappen hangen nauw samen met de fysische en chemische indexen van hun producten.
1. PAC-viscositeit en de toepassing ervan in boorvloeistof
PAC-viscositeit is het kenmerk van colloïdale oplossing gevormd na oplossen in water.Het reologische gedrag van PAC-oplossing heeft een belangrijke invloed op de toepassing ervan.De viscositeit van PAC is gerelateerd aan de polymerisatiegraad, oplossingsconcentratie en temperatuur.In het algemeen geldt: hoe hoger de polymerisatiegraad, hoe hoger de viscositeit;De viscositeit nam toe met de toename van de PAC-concentratie;De viscositeit van de oplossing neemt af met de temperatuurstijging.NDJ-79 of Brookfield-viscosimeter wordt meestal gebruikt om de viscositeit in de fysische en chemische indexen van PAC-producten te testen.De viscositeit van PAC-producten wordt gecontroleerd volgens de toepassingsvereisten.Wanneer PAC wordt gebruikt als tackifier of reologische regulator, is PAC met een hoge viscositeit meestal vereist (het productmodel is meestal pac-hv, pac-r, enz.).Wanneer PAC voornamelijk wordt gebruikt als vermindering van vloeistofverlies en de viscositeit van boorvloeistof niet verhoogt of de reologie van gebruikte boorvloeistof verandert, zijn PAC-producten met een lage viscositeit vereist (de productmodellen zijn meestal pac-lv en pac-l).
In praktische toepassing houdt de reologie van boorvloeistof verband met: (1) het vermogen van boorvloeistof om boorgruis te dragen en de boorput te reinigen;(2) Levitatiekracht;(3) Stabiliserend effect op de schachtwand;(4) Optimalisatieontwerp van boorparameters.De reologie van boorvloeistof wordt meestal getest met een roterende viscosimeter met 6 snelheden: 600 tpm, 300 tpm, 200 tpm, 100 tpm en 6 tpm.3 RPM-waarden worden gebruikt om de schijnbare viscositeit, plastische viscositeit, dynamische afschuifkracht en statische afschuifkracht te berekenen, die de reologie van PAC in boorvloeistof weerspiegelen.In hetzelfde geval geldt: hoe hoger de viscositeit van PAC, hoe hoger de schijnbare viscositeit en plastische viscositeit, en hoe groter de dynamische afschuifkracht en statische afschuifkracht.
Bovendien zijn er veel soorten boorvloeistoffen op waterbasis (zoals boorvloeistof voor zoet water, boorvloeistof voor chemische behandeling, boorvloeistof voor calciumbehandeling, boorvloeistof met zoutoplossing, boorvloeistof voor zeewater, enz.), Dus de reologie van PAC in verschillende boorvloeistofsystemen is anders.Voor speciale boorvloeistofsystemen kan er een grote afwijking zijn bij het beoordelen van de impact op de vloeibaarheid van boorvloeistof alleen van de viscositeitsindex van PAC.Bijvoorbeeld, in het zeewaterboorvloeistofsysteem zal, vanwege het hoge zoutgehalte, hoewel het product een hoge viscositeit heeft, de lage substitutiegraad van het product leiden tot een lage zoutweerstand van het product, wat resulteert in het slechte viscositeitsverhogende effect van het product tijdens het gebruik, wat resulteert in de lage schijnbare viscositeit, lage plastische viscositeit en lage dynamische afschuifkracht van de boorvloeistof, wat resulteert in het slechte vermogen van de boorvloeistof om boorgruis te dragen, wat kan leiden tot vastkleven in ernstige gevallen.
2. Substitutiegraad en uniformiteit van PAC en zijn toepassingsprestaties in boorvloeistof;
De substitutiegraad van PAC-producten is gewoonlijk groter dan of gelijk aan 0,9.Vanwege de verschillende behoeften van verschillende fabrikanten is de substitutiegraad van PAC-producten echter anders.In de afgelopen jaren hebben olieservicebedrijven de applicatieprestatie-eisen van PAC-producten voortdurend verbeterd en de vraag naar PAC-producten met een hoge mate van vervanging neemt toe.
De substitutiegraad en uniformiteit van PAC hangen nauw samen met de zoutviscositeitsverhouding, zoutweerstand en filtratieverlies van het product.In het algemeen geldt: hoe hoger de substitutiegraad van PAC, hoe beter de substitutie-uniformiteit en hoe beter de zoutviscositeitsverhouding, zoutweerstand en filtratie van het product.
Wanneer PAC wordt opgelost in een sterk elektrolyt anorganisch zoutoplossing, zal de viscositeit van de oplossing afnemen, wat resulteert in het zogenaamde zouteffect.De positieve ionen geïoniseerd door het zout en - coh2coo - De werking van de H2O-aniongroep vermindert (of elimineert zelfs) de homo-elektriciteit op de zijketen van het PAC-molecuul.Als gevolg van onvoldoende elektrostatische afstotingskracht krult en vervormt de PAC-moleculaire keten, en sommige waterstofbruggen tussen moleculaire ketens breken, wat de oorspronkelijke ruimtelijke structuur vernietigt en specifiek de viscositeit van water vermindert.
De zoutweerstand van PAC wordt meestal gemeten door de zoutviscositeitsverhouding (SVR).Wanneer de SVR-waarde hoog is, vertoont PAC een goede stabiliteit.Over het algemeen geldt: hoe hoger de substitutiegraad en hoe beter de uniformiteit van de substitutie, hoe hoger de SVR-waarde.
Wanneer PAC wordt gebruikt als filtraatreductiemiddel, kan het ioniseren tot multivalente anionen met lange keten in boorvloeistof.De hydroxyl- en etherzuurstofgroepen in zijn moleculaire keten vormen waterstofbindingen met zuurstof op het oppervlak van viscositeitsdeeltjes of vormen coördinatiebindingen met Al3+ op de bindingsbrekende rand van kleideeltjes, zodat PAC op klei kan worden geadsorbeerd;De hydratatie van meerdere natriumcarboxylaatgroepen verdikt de hydratatiefilm op het oppervlak van kleideeltjes, voorkomt de aggregatie van kleideeltjes tot grote deeltjes als gevolg van botsing (lijmbescherming), en meerdere fijne kleideeltjes worden geadsorbeerd op een moleculaire keten van PAC bij tegelijkertijd een gemengde netwerkstructuur vormen die het hele systeem bedekt, om de aggregatiestabiliteit van viscositeitsdeeltjes te verbeteren, het gehalte aan deeltjes in boorvloeistof te beschermen en dichte modderkoek te vormen, filtratie te verminderen.Hoe hoger de substitutiegraad van PAC-producten, hoe hoger het gehalte aan natriumcarboxylaat, hoe beter de uniformiteit van de substitutie en hoe uniformer de hydratatiefilm, waardoor het gelbeschermingseffect van PAC in boorvloeistof sterker is, dus hoe meer duidelijk het effect van vermindering van het vloeistofverlies.
3. Zuiverheid van PAC en de toepassing ervan in boorvloeistof
Als het boorvloeistofsysteem anders is, zijn de dosering van boorvloeistofbehandelingsmiddel en behandelingsmiddel anders, dus de dosering van PAC in verschillende boorvloeistofsystemen kan verschillen.Als de dosering van PAC in boorvloeistof is gespecificeerd en de boorvloeistof een goede reologie en filtratievermindering heeft, kan dit worden bereikt door de zuiverheid aan te passen.
Onder dezelfde omstandigheden geldt: hoe hoger de zuiverheid van PAC, hoe beter de productprestaties.De zuiverheid van PAC met goede productprestaties is echter niet noodzakelijk hoog.De balans tussen productprestaties en zuiverheid moet worden bepaald op basis van de werkelijke situatie.
4. Toepassingsprestaties van PAC antibacteriële en milieubescherming in boorvloeistof;
Onder bepaalde omstandigheden zullen sommige micro-organismen ervoor zorgen dat PAC vervalt, vooral onder invloed van cellulase en piekamylase, wat resulteert in de breuk van de PAC-hoofdketen en de vorming van reducerende suikers, de polymerisatiegraad neemt af en de viscositeit van de oplossing neemt af .Het anti-enzymvermogen van PAC hangt voornamelijk af van de moleculaire substitutie-uniformiteit en de mate van substitutie.PAC met goede substitutieuniformiteit en hoge substitutiegraad heeft betere anti-enzymprestaties.Dit komt omdat de zijketen die door glucoseresten is verbonden, de afbraak van enzymen kan voorkomen.
De substitutiegraad van PAC is relatief hoog, dus het product heeft goede antibacteriële prestaties en zal geen bedorven geur produceren als gevolg van fermentatie bij daadwerkelijk gebruik, dus het is niet nodig om speciale conserveermiddelen toe te voegen, wat bevorderlijk is voor constructie ter plaatse.
Omdat PAC niet giftig en onschadelijk is, vervuilt het het milieu niet.Bovendien kan het onder specifieke microbiële omstandigheden worden afgebroken.Daarom is het relatief eenvoudig om PAC in afvalboorvloeistof te behandelen en is het na behandeling onschadelijk voor het milieu.Daarom is PAC een uitstekend milieuvriendelijk boorvloeistofadditief.
Posttijd: 18 mei-2021