Polyanionische Cellulose (PAC) wird hauptsächlich als Mittel zur Verringerung des Flüssigkeitsverlusts, als Viskositätsverstärker und als rheologischer Regulator in Bohrspülungen verwendet.Dieses Papier beschreibt kurz die wichtigsten physikalischen und chemischen Indizes von PAC, wie z. B. Viskosität, Rheologie, Substitutionsgleichmäßigkeit, Reinheit und Salzviskositätsverhältnis, kombiniert mit den Anwendungsindizes in Bohrspülungen.
Die einzigartige Molekularstruktur von PAC sorgt für eine hervorragende Anwendungsleistung in Süßwasser, Salzwasser, Meerwasser und gesättigtem Salzwasser.Bei Verwendung als Filtratreduzierer in Bohrspülungen hat PAC eine effiziente Fähigkeit zur Kontrolle des Wasserverlusts, und der gebildete Schlammkuchen ist dünn und zäh.Als Viskosifizierer kann es die scheinbare Viskosität, die plastische Viskosität und die dynamische Scherkraft von Bohrspülungen schnell verbessern und die Rheologie von Schlamm verbessern und steuern.Diese Anwendungseigenschaften stehen in engem Zusammenhang mit den physikalischen und chemischen Kennwerten ihrer Produkte.
1. PAC-Viskosität und ihre Anwendung in Bohrflüssigkeit
Die PAC-Viskosität ist die Eigenschaft einer kolloidalen Lösung, die nach dem Auflösen in Wasser gebildet wird.Das rheologische Verhalten der PAC-Lösung hat einen wichtigen Einfluss auf ihre Anwendung.Die Viskosität von PAC hängt vom Polymerisationsgrad, der Lösungskonzentration und der Temperatur ab.Allgemein gilt, je höher der Polymerisationsgrad, desto höher die Viskosität;Die Viskosität stieg mit zunehmender PAC-Konzentration;Die Lösungsviskosität nimmt mit steigender Temperatur ab.Das NDJ-79- oder Brookfield-Viskosimeter wird normalerweise verwendet, um die Viskosität in den physikalischen und chemischen Indizes von PAC-Produkten zu testen.Die Viskosität von PAC-Produkten wird entsprechend den Anwendungsanforderungen gesteuert.Wenn PAC als Klebrigmacher oder rheologischer Regler verwendet wird, ist normalerweise ein hochviskoses PAC erforderlich (das Produktmodell ist normalerweise pac-hv, pac-r usw.).Wenn PAC hauptsächlich als Flüssigkeitsverlustreduzierer verwendet wird und die Viskosität der Bohrspülung nicht erhöht oder die Rheologie der verwendeten Bohrspülung verändert, sind PAC-Produkte mit niedriger Viskosität erforderlich (die Produktmodelle sind normalerweise pac-lv und pac-l).
In der praktischen Anwendung bezieht sich die Rheologie von Bohrflüssigkeit auf: (1) die Fähigkeit der Bohrflüssigkeit, Bohrspäne zu transportieren und das Bohrloch zu reinigen;(2) Levitationskraft;(3) Stabilisierende Wirkung auf die Schachtwand;(4) Optimierungsdesign von Bohrparametern.Die Rheologie von Bohrspülungen wird normalerweise mit einem Rotationsviskosimeter mit 6 Geschwindigkeiten getestet: 600 U / min, 300 U / min, 200 U / min, 100 U / min und 6 U / min.3 RPM-Messwerte werden verwendet, um die scheinbare Viskosität, die plastische Viskosität, die dynamische Scherkraft und die statische Scherkraft zu berechnen, die die Rheologie von PAC in Bohrflüssigkeit widerspiegeln.Im gleichen Fall, je höher die Viskosität von PAC, desto höher die scheinbare Viskosität und die plastische Viskosität und desto größer die dynamische Scherkraft und die statische Scherkraft.
Darüber hinaus gibt es viele Arten von Bohrflüssigkeiten auf Wasserbasis (z. B. Süßwasser-Bohrflüssigkeit, Bohrflüssigkeit mit chemischer Behandlung, Bohrflüssigkeit mit Kalziumbehandlung, salzhaltige Bohrflüssigkeit, Meerwasser-Bohrflüssigkeit usw.), sodass die Rheologie von PAC unterschiedlich ist Bohrspülsysteme ist anders.Bei speziellen Bohrspülsystemen kann es bei der Bewertung des Einflusses auf die Fließfähigkeit der Bohrspülung allein vom Viskositätsindex von PAC zu großen Abweichungen kommen.Zum Beispiel führt im Meerwasser-Bohrspülsystem aufgrund des hohen Salzgehalts, obwohl das Produkt eine hohe Viskosität hat, der geringe Substitutionsgrad des Produkts zu einer geringen Salzbeständigkeit des Produkts, was zu einer schlechten viskositätserhöhenden Wirkung führt des Produkts im Verwendungsprozess, was zu einer niedrigen scheinbaren Viskosität, einer niedrigen plastischen Viskosität und einer niedrigen dynamischen Scherkraft der Bohrflüssigkeit führt, was zu einer schlechten Fähigkeit der Bohrflüssigkeit führt, Bohrspäne zu transportieren, was zu einem ernsthaften Festkleben führen kann Fälle.
2. Substitutionsgrad und Einheitlichkeit von PAC und seiner Anwendungsleistung in Bohrflüssigkeit
Der Substitutionsgrad von PAC-Produkten ist in der Regel größer oder gleich 0,9.Aufgrund der unterschiedlichen Bedürfnisse verschiedener Hersteller ist der Substitutionsgrad von PAC-Produkten jedoch unterschiedlich.In den letzten Jahren haben Öldienstleistungsunternehmen die Anforderungen an die Anwendungsleistung von PAC-Produkten kontinuierlich verbessert, und die Nachfrage nach PAC-Produkten mit hohem Substitutionsgrad steigt.
Der Substitutionsgrad und die Einheitlichkeit von PAC hängen eng mit dem Salzviskositätsverhältnis, der Salzbeständigkeit und dem Filtrationsverlust des Produkts zusammen.Allgemein gilt, je höher der Substitutionsgrad von PAC, desto besser die Substitutionsgleichmäßigkeit und desto besser das Salzviskositätsverhältnis, die Salzbeständigkeit und die Filtration des Produkts.
Wenn PAC in einer anorganischen Salzlösung mit starkem Elektrolyt gelöst wird, nimmt die Viskosität der Lösung ab, was zu dem sogenannten Salzeffekt führt.Die durch das Salz ionisierten positiven Ionen und - coh2coo - Die Wirkung der H2O-Anionengruppe reduziert (oder beseitigt sogar) die Homoelektrizität an der Seitenkette des PAC-Moleküls.Aufgrund unzureichender elektrostatischer Abstoßungskraft kräuselt und verformt sich die PAC-Molekülkette, und einige Wasserstoffbindungen zwischen Molekülketten brechen, was die ursprüngliche räumliche Struktur zerstört und insbesondere die Viskosität von Wasser verringert.
Die Salzbeständigkeit von PAC wird normalerweise durch das Salzviskositätsverhältnis (SVR) gemessen.Wenn der SVR-Wert hoch ist, zeigt PAC eine gute Stabilität.Allgemein gilt, je höher der Substitutionsgrad und je besser die Gleichmäßigkeit der Substitution, desto höher der SVR-Wert.
Wenn PAC als Filtratreduzierer verwendet wird, kann es in Bohrflüssigkeit zu langkettigen mehrwertigen Anionen ionisieren.Die Hydroxyl- und Ethersauerstoffgruppen in ihrer Molekülkette bilden Wasserstoffbindungen mit Sauerstoff auf der Oberfläche von Viskositätspartikeln oder bilden Koordinationsbindungen mit Al 3 + auf der Bindungsbruchkante von Tonpartikeln, so dass PAC auf Ton adsorbiert werden kann;Die Hydratation mehrerer Natriumcarboxylatgruppen verdickt den Hydratationsfilm auf der Oberfläche von Tonpartikeln, verhindert die Aggregation von Tonpartikeln zu großen Partikeln aufgrund von Kollision (Klebeschutz) und mehrere feine Tonpartikel werden an einer Molekülkette von PAC adsorbiert Zur gleichen Zeit, um eine gemischte Netzwerkstruktur zu bilden, die das gesamte System abdeckt, um die Aggregationsstabilität von Viskositätspartikeln zu verbessern, den Inhalt von Partikeln in Bohrflüssigkeit zu schützen und einen dichten Schlammkuchen zu bilden, die Filtration zu reduzieren.Je höher der Substitutionsgrad von PAC-Produkten, desto höher der Gehalt an Natriumcarboxylat, desto besser die Gleichmäßigkeit der Substitution und desto gleichmäßiger der Hydratationsfilm, wodurch die Gelschutzwirkung von PAC in Bohrspülungen umso stärker wird offensichtlich die Wirkung der Verringerung des Flüssigkeitsverlusts.
3. Reinheit von PAC und seine Anwendung in Bohrflüssigkeit
Wenn das Bohrflüssigkeitssystem unterschiedlich ist, sind die Dosierungen des Bohrflüssigkeitsbehandlungsmittels und des Behandlungsmittels unterschiedlich, sodass die Dosierung von PAC in verschiedenen Bohrflüssigkeitssystemen unterschiedlich sein kann.Wenn die Dosierung von PAC in der Bohrspülung festgelegt ist und die Bohrspülung eine gute Rheologie und Filtrationsreduktion aufweist, kann dies durch Anpassung der Reinheit erreicht werden.
Unter den gleichen Bedingungen gilt: Je höher die Reinheit von PAC, desto besser die Produktleistung.Allerdings ist die Reinheit von PAC bei guter Produktleistung nicht unbedingt hoch.Das Gleichgewicht zwischen Produktleistung und Reinheit muss entsprechend der tatsächlichen Situation bestimmt werden.
4. Anwendungsleistung von antibakteriellem PAC und Umweltschutz in Bohrspülung
Unter bestimmten Bedingungen verursachen einige Mikroorganismen den Zerfall von PAC, insbesondere unter Einwirkung von Cellulase und Peak-Amylase, was zum Bruch der PAC-Hauptkette und zur Bildung von reduzierendem Zucker führt, der Polymerisationsgrad abnimmt und die Viskosität der Lösung abnimmt .Die Anti-Enzym-Fähigkeit von PAC hängt hauptsächlich von der Einheitlichkeit der molekularen Substitution und dem Substitutionsgrad ab.PAC mit guter Substitutionsgleichmäßigkeit und hohem Substitutionsgrad hat eine bessere Antienzymleistung.Denn die durch Glucosereste verknüpfte Seitenkette kann den Enzymabbau verhindern.
Der Substitutionsgrad von PAC ist relativ hoch, sodass das Produkt eine gute antibakterielle Leistung aufweist und beim tatsächlichen Gebrauch keinen Fäulnisgeruch aufgrund von Fermentation erzeugt, sodass keine speziellen Konservierungsmittel hinzugefügt werden müssen, was der Konstruktion vor Ort förderlich ist.
Da PAC ungiftig und harmlos ist, belastet es die Umwelt nicht.Außerdem kann es unter bestimmten mikrobiellen Bedingungen abgebaut werden.Daher ist es relativ einfach, PAC in Abfallbohrflüssigkeit zu behandeln, und es ist nach der Behandlung für die Umwelt unschädlich.Daher ist PAC ein ausgezeichneter Umweltschutz-Bohrflüssigkeitszusatz.
Postzeit: 18. Mai 2021