Polyaniontová celulóza (PAC) se používá hlavně jako omezovač ztráty kapaliny, zesilovač viskozity a reologický regulátor ve vrtné kapalině.Tento článek stručně popisuje hlavní fyzikální a chemické indexy PAC, jako je viskozita, reologie, substituční stejnoměrnost, čistota a poměr viskozity soli, v kombinaci s aplikačními indexy ve vrtném výplachu.
Díky jedinečné molekulární struktuře PAC vykazuje vynikající aplikační výkon ve sladké vodě, slané vodě, mořské vodě a nasycené slané vodě.Při použití jako reduktor filtrátu ve vrtné kapalině má PAC účinnou schopnost kontrolovat ztrátu vody a vytvořený kalový koláč je tenký a houževnatý.Jako viskozifikátor může rychle zlepšit zdánlivou viskozitu, plastickou viskozitu a dynamickou smykovou sílu vrtné kapaliny a zlepšit a řídit reologii bahna.Tyto aplikační vlastnosti úzce souvisejí s fyzikálními a chemickými indexy jejich produktů.
1. Viskozita PAC a její aplikace ve vrtné kapalině
Viskozita PAC je charakteristická pro koloidní roztok vzniklý po rozpuštění ve vodě.Reologické chování roztoku PAC má významný vliv na jeho aplikaci.Viskozita PAC souvisí se stupněm polymerace, koncentrací roztoku a teplotou.Obecně řečeno, čím vyšší je stupeň polymerace, tím vyšší je viskozita;Viskozita se zvyšovala se zvyšováním koncentrace PAC;Viskozita roztoku klesá s rostoucí teplotou.NDJ-79 nebo Brookfield viskozimetr se obvykle používá k testování viskozity ve fyzikálních a chemických indexech produktů PAC.Viskozita produktů PAC se řídí podle požadavků aplikace.Když se PAC používá jako prostředek pro zvýšení lepivosti nebo reologický regulátor, je obvykle vyžadován PAC s vysokou viskozitou (model produktu je obvykle pac-hv, pac-r atd.).Pokud se PAC používá hlavně jako omezovač ztrát kapaliny a nezvyšuje viskozitu vrtné kapaliny nebo nemění reologii používané vrtné kapaliny, jsou vyžadovány produkty PAC s nízkou viskozitou (modely produktů jsou obvykle pac-lv a pac-l).
V praktické aplikaci souvisí reologie vrtného výplachu s: (1) schopností vrtného výplachu nést vrtnou drť a čistit vrt;(2) Levitační síla;(3) Stabilizační účinek na stěnu šachty;(4) Návrh optimalizace parametrů vrtání.Reologie vrtné kapaliny se obvykle testuje 6-ti rychlostním rotačním viskozimetrem: 600 ot./min, 300 ot./min., 200 ot./min., 100 ot./min. a 6 ot./min.Hodnoty 3 RPM se používají k výpočtu zdánlivé viskozity, plastické viskozity, dynamické smykové síly a statické smykové síly, které odrážejí reologii PAC ve vrtné kapalině.Ve stejném případě platí, že čím vyšší je viskozita PAC, tím vyšší je zdánlivá viskozita a plastická viskozita a tím větší je dynamická smyková síla a statická smyková síla.
Kromě toho existuje mnoho druhů vrtných kapalin na bázi vody (jako je vrtná kapalina pro sladkou vodu, vrtná kapalina pro chemické ošetření, vrtná kapalina pro úpravu vápníku, vrtná kapalina se slanou vodou, vrtná kapalina s mořskou vodou atd.), takže reologie PAC v různých systémy vrtné kapaliny se liší.U speciálních systémů vrtné kapaliny může být velká odchylka při hodnocení vlivu na tekutost vrtné kapaliny pouze od indexu viskozity PAC.Například v systému vrtné kapaliny s mořskou vodou, v důsledku vysokého obsahu soli, ačkoli produkt má vysokou viskozitu, nízký stupeň substituce produktu povede k nízké odolnosti produktu vůči soli, což má za následek špatný účinek na zvýšení viskozity produktu v procesu použití, což má za následek nízkou zdánlivou viskozitu, nízkou plastickou viskozitu a nízkou dynamickou smykovou sílu vrtné kapaliny, což má za následek špatnou schopnost vrtné kapaliny unášet vrtné třísky, což může vést k vážnému zalepování případy.
2.Stupeň substituce a jednotnost PAC a jeho aplikační výkonnost ve vrtné kapalině
Stupeň substituce produktů PAC je obvykle větší nebo roven 0,9.Vzhledem k rozdílným potřebám různých výrobců je však míra substituce produktů PAC různá.V posledních letech společnosti poskytující služby v oblasti olejů neustále zlepšovaly požadavky na aplikační výkon produktů PAC a poptávka po produktech PAC s vysokým stupněm substituce roste.
Stupeň substituce a jednotnost PAC úzce souvisí s poměrem viskozity soli, odolností vůči soli a filtrační ztrátou produktu.Obecně platí, že čím vyšší je stupeň substituce PAC, tím lepší je jednotnost substituce a tím lepší je poměr viskozity soli, odolnost vůči soli a filtrace produktu.
Když se PAC rozpustí v silném elektrolytickém roztoku anorganické soli, viskozita roztoku se sníží, což má za následek tzv. solný efekt.Kladné ionty ionizované solí a - coh2coo - Působení aniontové skupiny H2O snižuje (nebo dokonce eliminuje) homoelektřinu na postranním řetězci molekuly PAC.V důsledku nedostatečné elektrostatické odpudivé síly se molekulární řetězec PAC kroutí a deformuje a některé vodíkové vazby mezi molekulárními řetězci se lámou, což ničí původní prostorovou strukturu a specificky snižuje viskozitu vody.
Odolnost PAC vůči soli se obvykle měří poměrem viskozity soli (SVR).Když je hodnota SVR vysoká, PAC vykazuje dobrou stabilitu.Obecně platí, že čím vyšší je stupeň substituce a čím lepší je jednotnost substituce, tím vyšší je hodnota SVR.
Když se PAC používá jako redukční činidlo filtrátu, může se ve vrtné kapalině ionizovat na vícemocné anionty s dlouhým řetězcem.Hydroxylové a etherové kyslíkové skupiny v jejím molekulovém řetězci tvoří vodíkové vazby s kyslíkem na povrchu částic s viskozitou nebo tvoří koordinační vazby s Al3 + na hraně rozrušující vazbu jílových částic, takže PAC může být adsorbován na jíl;Hydratace více skupin karboxylátu sodného zahušťuje hydratační film na povrchu jílových částic, zabraňuje agregaci jílových částic do velkých částic v důsledku kolize (ochrana lepidla) a více jemných jílových částic bude adsorbováno na molekulárním řetězci PAC při současně vytvořit smíšenou síťovou strukturu pokrývající celý systém, aby se zlepšila agregační stabilita částic s viskozitou, chránil obsah částic ve vrtné kapalině a vytvořil se hustý kalový koláč, Snížení filtrace.Čím vyšší je stupeň substituce produktů PAC, tím vyšší je obsah karboxylátu sodného, tím lepší je rovnoměrnost substituce a rovnoměrnější je hydratační film, což zvyšuje účinek gelové ochrany PAC ve vrtné kapalině, takže tím více zřejmý účinek snížení ztráty tekutin.
3. Čistota PAC a jeho aplikace ve vrtném výplachu
Pokud je systém vrtného výplachu odlišný, dávkování činidla pro úpravu vrtného výplachu a činidla pro úpravu se liší, takže dávkování PAC v různých systémech vrtného výplachu se může lišit.Pokud je specifikováno dávkování PAC ve vrtném výplachu a vrtný výplach má dobrou reologii a redukci filtrace, lze toho dosáhnout úpravou čistoty.
Za stejných podmínek platí, že čím vyšší je čistota PAC, tím lepší je výkon produktu.Čistota PAC s dobrým výkonem produktu však není nutně vysoká.Rovnováha mezi výkonem a čistotou produktu musí být stanovena podle skutečné situace.
4. Aplikační výkon PAC antibakteriální a ochrana životního prostředí ve vrtné kapalině
Za určitých podmínek některé mikroorganismy způsobí rozpad PAC, zejména působením celulázy a vrcholové amylázy, což má za následek zlom hlavního řetězce PAC a tvorbu redukujícího cukru, snižuje se stupeň polymerace a snižuje se viskozita roztoku. .Antienzymová schopnost PAC závisí hlavně na uniformitě molekulární substituce a stupni substituce.PAC s dobrou rovnoměrností substituce a vysokým stupněm substituce má lepší antienzymovou účinnost.Je to proto, že postranní řetězec spojený glukózovými zbytky může zabránit rozkladu enzymů.
Stupeň substituce PAC je poměrně vysoký, takže produkt má dobré antibakteriální vlastnosti a při skutečném použití nebude produkovat hnilobný zápach kvůli fermentaci, takže není třeba přidávat speciální konzervační látky, což přispívá k výstavbě na místě.
Protože PAC je netoxický a neškodný, nemá žádné znečištění životního prostředí.Navíc se může za specifických mikrobiálních podmínek rozložit.Proto je relativně snadné ošetřit PAC v odpadní vrtné kapalině a po zpracování je neškodné pro životní prostředí.Proto je PAC vynikající přísadou do vrtných kapalin na ochranu životního prostředí.
Čas odeslání: 18. května 2021