Polianionska celuloza (PAC) se v glavnem uporablja kot sredstvo za zmanjšanje izgube tekočine, sredstvo za povečanje viskoznosti in reološki regulator v tekočini za vrtanje.Ta članek na kratko opisuje glavne fizikalne in kemijske indekse PAC, kot so viskoznost, reologija, substitucijska enotnost, čistost in razmerje viskoznosti soli, skupaj z indeksi uporabe v vrtalni tekočini.
Edinstvena molekularna struktura PAC omogoča odlično uporabo v sladki vodi, slani vodi, morski vodi in nasičeni slani vodi.Ko se uporablja kot reduktor filtrata v vrtalni tekočini, ima PAC učinkovito sposobnost nadzora izgube vode, oblikovana blatna pogača pa je tanka in žilava.Kot viskozifikator lahko hitro izboljša navidezno viskoznost, plastično viskoznost in dinamično strižno silo vrtalne tekočine ter izboljša in nadzoruje reologijo blata.Te lastnosti uporabe so tesno povezane s fizikalnimi in kemičnimi indeksi njihovih izdelkov.
1. Viskoznost PAC in njena uporaba v vrtalni tekočini
Viskoznost PAC je značilnost koloidne raztopine, ki nastane po raztapljanju v vodi.Reološko obnašanje raztopine PAC pomembno vpliva na njeno uporabo.Viskoznost PAC je povezana s stopnjo polimerizacije, koncentracijo raztopine in temperaturo.Na splošno velja, da višja kot je stopnja polimerizacije, večja je viskoznost;Viskoznost se je povečala s povečanjem koncentracije PAC;Viskoznost raztopine se zmanjša s povišanjem temperature.NDJ-79 ali Brookfieldov viskozimeter se običajno uporablja za testiranje viskoznosti v fizikalnih in kemijskih indeksih izdelkov PAC.Viskoznost izdelkov PAC je nadzorovana v skladu z zahtevami uporabe.Kadar se PAC uporablja kot lepilo ali reološki regulator, je običajno potreben visoko viskozen PAC (model izdelka je običajno pac-hv, pac-r itd.).Kadar se PAC v glavnem uporablja kot zmanjševalec izgube tekočine in ne poveča viskoznosti vrtalne tekočine ali spremeni reologije uporabljene vrtalne tekočine, so potrebni izdelki PAC z nizko viskoznostjo (modela izdelka sta običajno pac-lv in pac-l).
V praktični uporabi je reologija vrtalne tekočine povezana z: (1) sposobnostjo vrtalne tekočine, da prenaša ostanke vrtanja in čisti vrtino;(2) sila levitacije;(3) Stabilizacijski učinek na steno jaška;(4) Optimizacija načrtovanja parametrov vrtanja.Reologija vrtalne tekočine se običajno testira s 6-stopenjskim rotacijskim viskozimetrom: 600 rpm, 300 rpm, 200 rpm, 100 rpm in 6 rpm.3 odčitki RPM se uporabljajo za izračun navidezne viskoznosti, plastične viskoznosti, dinamične strižne sile in statične strižne sile, ki odražajo reologijo PAC v vrtalni tekočini.V istem primeru je večja kot je viskoznost PAC, večja je navidezna viskoznost in plastična viskoznost ter večja je dinamična strižna sila in statična strižna sila.
Poleg tega obstaja veliko vrst vrtalnih tekočin na vodni osnovi (kot so vrtalna tekočina za sladko vodo, vrtalna tekočina za kemično obdelavo, vrtalna tekočina za obdelavo s kalcijem, fiziološka vrtalna tekočina, vrtalna tekočina za morsko vodo itd.), zato je reologija PAC v različnih sistemi vrtalnih tekočin so drugačni.Pri posebnih sistemih vrtalne tekočine lahko pride do velikega odstopanja pri vrednotenju vpliva na fluidnost vrtalne tekočine samo od indeksa viskoznosti PAC.Na primer, v sistemu vrtalne tekočine z morsko vodo bo zaradi visoke vsebnosti soli, čeprav ima izdelek visoko viskoznost, nizka stopnja substitucije izdelka povzročila nizko odpornost izdelka na sol, kar ima za posledico slab učinek povečanja viskoznosti. izdelka v procesu uporabe, kar ima za posledico nizko navidezno viskoznost, nizko plastično viskoznost in nizko dinamično strižno silo vrtalne tekočine, kar ima za posledico slabo sposobnost vrtalne tekočine za prenašanje vrtalnih ostankov, kar lahko privede do lepljenja v resnih primerih.
2. Stopnja substitucije in enotnost PAC ter učinkovitost njegove uporabe v vrtalni tekočini
Stopnja zamenjave izdelkov PAC je običajno večja ali enaka 0,9.Vendar pa je zaradi različnih potreb različnih proizvajalcev stopnja zamenjave izdelkov PAC različna.V zadnjih letih so naftna servisna podjetja nenehno izboljševala zahteve glede zmogljivosti aplikacij izdelkov PAC in povpraševanje po izdelkih PAC z visoko stopnjo zamenjave narašča.
Stopnja substitucije in enotnost PAC sta tesno povezani z razmerjem viskoznosti soli, odpornostjo na sol in izgubo izdelka zaradi filtracije.Na splošno velja, da višja kot je stopnja zamenjave PAC, boljša je enakomernost zamenjave in boljše je razmerje viskoznosti soli, odpornost na sol in filtracija izdelka.
Ko se PAC raztopi v močni raztopini anorganske soli elektrolita, se bo viskoznost raztopine zmanjšala, kar povzroči tako imenovani učinek soli.Pozitivni ioni, ionizirani s soljo in - coh2coo - Delovanje anionske skupine H2O zmanjša (ali celo odpravi) homoelektričnost na stranski verigi molekule PAC.Zaradi nezadostne elektrostatične odbojne sile se molekularna veriga PAC zvije in deformira, nekatere vodikove vezi med molekulskimi verigami pa se pretrgajo, kar uniči prvotno prostorsko strukturo in posebej zmanjša viskoznost vode.
Odpornost PAC na sol se običajno meri z razmerjem viskoznosti soli (SVR).Ko je vrednost SVR visoka, PAC kaže dobro stabilnost.Na splošno velja, da višja kot je stopnja substitucije in boljša kot je enakomernost substitucije, višja je vrednost SVR.
Ko se PAC uporablja kot reduktor filtrata, lahko ionizira v dolgoverižne večvalentne anione v vrtalni tekočini.Hidroksilne in etrske kisikove skupine v njegovi molekularni verigi tvorijo vodikove vezi s kisikom na površini viskoznih delcev ali tvorijo koordinacijske vezi z Al3 + na robu pretrganja vezi glinenih delcev, tako da se lahko PAC adsorbira na glino;Hidracija več skupin natrijevega karboksilata zgosti hidratacijski film na površini glinenih delcev, prepreči agregacijo glinenih delcev v velike delce zaradi trka (zaščita pred lepilom), več drobnih glinenih delcev pa se adsorbira na molekularni verigi PAC pri istočasno za oblikovanje mešane mrežne strukture, ki pokriva celoten sistem, da se izboljša agregacijska stabilnost delcev viskoznosti, zaščiti vsebnost delcev v vrtalni tekočini in tvori gosta blatna pogača, zmanjša filtracijo.Višja kot je stopnja substitucije produktov PAC, večja je vsebnost natrijevega karboksilata, boljša je enakomernost substitucije in bolj enakomeren je hidratacijski film, zaradi česar je močnejši učinek zaščite gela PAC v vrtalni tekočini, tako da je več očiten učinek zmanjšanja izgube tekočine.
3. Čistost PAC in njegova uporaba v vrtalni tekočini
Če je sistem vrtalne tekočine drugačen, sta odmerjanje sredstva za obdelavo vrtalne tekočine in sredstva za obdelavo različna, zato je lahko odmerek PAC v različnih sistemih vrtalne tekočine različen.Če je odmerek PAC v vrtalni tekočini določen in ima vrtalna tekočina dobro reologijo in zmanjšanje filtracije, je to mogoče doseči s prilagajanjem čistosti.
Pod enakimi pogoji, večja kot je čistost PAC, boljša je učinkovitost izdelka.Vendar čistost PAC z dobrim delovanjem izdelka ni nujno visoka.Ravnovesje med učinkovitostjo in čistostjo izdelka je treba določiti glede na dejansko stanje.
4. Učinkovitost uporabe antibakterijskega PAC in zaščite okolja v vrtalni tekočini
Pod določenimi pogoji bodo nekateri mikroorganizmi povzročili razpad PAC, zlasti pod delovanjem celulaze in vrha amilaze, kar povzroči zlom glavne verige PAC in nastanek reducirajočega sladkorja, stopnja polimerizacije se zmanjša, viskoznost raztopine pa se zmanjša. .Protiencimska sposobnost PAC je v glavnem odvisna od enotnosti molekularne substitucije in stopnje substitucije.PAC z dobro substitucijsko enotnostjo in visoko stopnjo substitucije ima boljšo protiencimsko učinkovitost.To je zato, ker lahko stranska veriga, povezana z ostanki glukoze, prepreči razgradnjo encima.
Stopnja zamenjave PAC je razmeroma visoka, zato ima izdelek dobro antibakterijsko delovanje in ne bo povzročal gnilega vonja zaradi fermentacije med dejansko uporabo, zato ni treba dodajati posebnih konzervansov, kar je ugodno za gradnjo na mestu.
Ker je PAC netoksičen in neškodljiv, ne onesnažuje okolja.Poleg tega se lahko razgradi pod posebnimi mikrobnimi pogoji.Zato je relativno enostavno obdelati PAC v odpadni vrtalni tekočini in je po obdelavi neškodljiv za okolje.Zato je PAC odličen dodatek za vrtalno tekočino za zaščito okolja.
Čas objave: 18. maj 2021