聚陰離子纖維素鈉鹽(PAC)是白色或微黃色的粉末,無毒、無味,它可以溶解于水中,有很好的耐熱穩(wěn)定性和耐鹽性,抗菌性強,低粘性PAC是一種高品質(zhì)、低分子量、低粘度的纖維素聚合物,高粘型PAC是一種高品質(zhì)、高分子量、高粘度的纖維素聚合物。用該產(chǎn)品配制的泥漿流體具有良好的降失水性、抑制性、較高的耐溫性。廣泛應(yīng)用于石油鉆井,特別是鹽水井和海洋石油鉆井。
一、在石油、天然氣鉆探、掘井等工程領(lǐng)域的應(yīng)用
鉆井液與完井液技術(shù)是石油井工程的重要組成部分,它在確保安全、優(yōu)質(zhì)及快速鉆井中起著關(guān)鍵性的作用。作為一類用來調(diào)整鉆井液與完井液性能的處理劑,纖維素衍生物的主要作用是體現(xiàn)降濾失和增粘方面。
一般認為,聚陰離子纖維素降濾失機理主要是:通過在鉆井液粘土顆粒表面形成吸附溶劑化層提高體系的聚結(jié)穩(wěn)定性;通過對粘土細顆粒的保護作用阻礙粘土細顆粒粘結(jié)變大;通過提高濾液的粘度和堵孔作用降低泥餅的滲透性。
聚陰離子纖維素在所有水基鉆井液中易分散,從淡水直至飽和鹽水鉆井液均可適用。在低固相和無故相鉆井液中,能夠顯著地降低濾失量并減薄泥餅厚度,并對頁巖水化有較強的抑制作用。與常規(guī)工藝生產(chǎn)的CMC相比,PAC有以下特點:
a.取代度高、取代均勻、透明度高、可控制粘度和降水失量;
b.適合淡水、海水或飽和鹽水的任何水基泥漿;
c.用該產(chǎn)品配制的泥漿具有良好的降失水性、擬制性和耐高溫的特性;
d用該產(chǎn)品配制的泥漿具有流變性,
E.能在高鹽介質(zhì)中抑制粘土和頁巖的分散和膨脹、從而使井壁污染得到控制;
F.穩(wěn)定軟土結(jié)構(gòu),防止由于水位上升引起的井壁崩塌;
G.在井鉆通過巖面時,減緩泥漿中鉆削固體的堆積;
H.抑制鉆管中的紊流度,使回流系統(tǒng)保持最小的壓力損失;
I.使泥漿能夠提高造漿量,降低濾失量;
P.能穩(wěn)定泥漿泡沫。
所以說,PAC作為抑制劑和降失水劑較理想,由PAC配制的泥漿主流體在高鹽的介質(zhì)中(一價鹽)抑制黏土和頁巖的分散和膨脹,控制井壁的污染。另外利用PAC配置成泥漿修井液是低固相的,不至于因固體阻止生產(chǎn)的滲透能力,即不破壞生產(chǎn)層;且濾失水量少,即抗失水能力強,進入生產(chǎn)層的水量少,可以避免水的進入因乳狀液阻塞而形成水鎮(zhèn)現(xiàn)象。可以避免生產(chǎn)層遭永久性毀壞,具有清潔井眼的攜帶能力。
二、聚陰離子纖維素鈉鹽(PAC)的特性
(1)適合用于從淡水到飽和鹽水的任何泥漿
(2)低粘型PAC能有效減少濾失量,且不顯著增加體系粘液,尤其是高固含量系統(tǒng)。
(3)髙粘型PAC造漿量高,降濾失作用明顯。尤其適用于低固相泥漿和無固相鹽水泥漿。
(4)PAC配制的泥漿流體能在高鹽介質(zhì)中抑制粘土和頁巖的分散和膨脹,從而使井壁污染得到控制。
(5)優(yōu)良的泥漿鉆井液和修井液,也是高效的壓裂液。
質(zhì)量標(biāo)準:
| ||
指標(biāo)\型號 | PAC-HV | PAC-HV |
取代度 | ≥0.85 | ≥0.9 |
粘度 | ≥1600mpa.s | ≥1600mpa.s |
水分 | ≤10% | ≤9% |
pH | 6.5~8.5 | 6.5~8.5 |
2%溶液NDJ-79型粘度計,25℃
三、聚陰離子纖維素鈉(PAC)的應(yīng)用
(1)PAC在鉆井液中的應(yīng)用
PAC作為抑制劑和降失水劑是很理想的,PAC配制的泥漿流體能在高鹽介質(zhì)中抑制粘土和頁巖的分散和膨脹,從而使井壁污染得到控制。由于PAC比CMC具有反應(yīng)均勻性好、取代度高、透明度好、耐鹽和耐熱性能卓越,所以由OCMA標(biāo)準測得較高的造漿量(PAC-HV)和較低的濾失水量(PAC-LV).
(2) PAC在修井液中的應(yīng)用
用PAC配制的修井液是低固相的,不至于因固體而阻塞生產(chǎn)層的滲透能力,不會損害生產(chǎn)層;而且具有低的失水量,是進入生產(chǎn)層的水量減少,而進入的水會因乳液阻塞而形成水鎮(zhèn)現(xiàn)象。
用PAC配制的修井液提供了其它修井液所沒有的優(yōu)點;
保護生產(chǎn)層免遭永久性的損害;
具有清潔井眼的攜帶能力,而且維護井眼的工作量減少;
具有抵抗水和泥沙滲入的能力,而且很少起泡;
能儲存或井與井之間轉(zhuǎn)用,比一般泥漿修井液成本低;
(3)PAC在壓裂液中的作用
用PAC配制的壓裂液能耐2%KCL溶液(配制壓裂液時必須加)和溶解性好。使用方便,可以現(xiàn)場配制,而且成膠速度快,攜沙能力強。在低滲透壓的地層中使用,其壓裂效果更為卓越。