1. Introducció
La perforació de petroli és una operació d’enginyeria complexa que requereix l’ús de diversos productes químics per optimitzar el rendiment dels líquids de perforació. Els líquids de perforació no només es lubriquen i es refreden durant la perforació, sinó que també ajuden a transportar retalls, a prevenir el col·lapse del pou i a mantenir la pressió de pou. La cel·lulosa polianionica (PAC) és un additiu que s’utilitza habitualment en els líquids de perforació i té un paper important en la perforació d’oli amb el seu rendiment superior.
2. Propietats químiques de la cel·lulosa polianionica
La cel·lulosa polianionica (PAC) és un derivat de la cel·lulosa amb grups anióics en la seva estructura molecular. La PAC es pot dividir en dues categories: baixa viscositat (LV-PAC) i alta viscositat (HV-PAC), basada en el seu rendiment de viscositat en solució aquosa. Les propietats anioniques del PAC permeten formar un sol estable en solució aquosa, que és molt important per ajustar les propietats reològiques dels líquids de perforació.
3. Paper en els líquids de perforació
3.1 Ajust de viscositat
PAC ajusta principalment la viscositat dels líquids de perforació en espessiment. La PAC d’alta viscositat pot augmentar significativament la viscositat del líquid de perforació, millorant així la seva capacitat per portar talls. Això és essencial per mantenir el pou net, prevenir el bloqueig de bits de perforació i millorar l'eficiència de la perforació. PAC de baixa viscositat s’utilitza en escenaris on el requisit de viscositat del líquid de perforació és baix. El seu paper és proporcionar un efecte espessidor moderat per assegurar un equilibri entre la fluïdesa i la capacitat de càrrega.
3.2 Optimització de les propietats reològiques
Les propietats reològiques del fluid de perforació, és a dir, el seu flux i les seves característiques de deformació, són un factor important que afecta l’estabilitat del procés de perforació. La PAC pot ajustar el comportament de la cisalla del líquid de perforació de manera que mantingui una viscositat inferior a taxes de cisalla elevades i una viscositat més elevada a baixes taxes de cisalla. Aquesta propietat reològica ajuda a reduir la resistència a la fricció en condicions de flux elevat i millora la capacitat de càrrega del fluid de perforació en condicions de baix flux.
3.3 Control de pèrdua d'aigua
PAC té excel·lents capacitats de control de filtració, que poden reduir la penetració de l’aigua en el líquid de perforació a la formació al voltant del pou. Això ajuda a mantenir l’estabilitat del pou i a prevenir el col·lapse del pou causat per la pèrdua d’aigua de formació. En formar una pel·lícula fina, PAC controla eficaçment la pèrdua de filtració del líquid de perforació i protegeix la integritat de la paret del pou.
4. Avantatges de l’aplicació
4.1 Millorar l'eficiència de la perforació
Els efectes d’espessiment i d’ajustament reològic de la PAC permeten a la perforació el líquid de perforar els talls de manera més eficaç, reduint així el risc de bloqueig de bits de perforació i augment de la velocitat de perforació. A més, l’ús de PAC també redueix la resistència a la fricció durant la perforació, permetent que el bit de la perforació funcioni amb més fluïdesa, millorant encara més l’eficiència de la perforació.
4.2 Reduir l’impacte ambiental
PAC és un additiu respectuós amb el medi ambient amb una bona biodegradabilitat. Durant la perforació de petroli, l’ús de PAC pot reduir l’impacte sobre el medi ambient, sobretot quan es tracta de residus de perforació i recuperació de líquids. En comparació amb altres additius químics, PAC és menys perjudicial per a l’ecosistema i ajuda a aconseguir la perforació verda.
4.3
L’aplicació de PAC en la perforació de petroli no només millora l’eficiència operativa, sinó que també redueix la quantitat de líquid de perforació i el cost de la preparació. L’elevada eficiència i l’economia del PAC la converteixen en un dels additius preferits en l’optimització de líquids de perforació. A causa del seu excel·lent rendiment, PAC pot reduir la necessitat d'altres productes químics cars en el procés de perforació, reduint així els costos operatius generals.
5. Casos i aplicacions reals
5.1 Drillora fora del mar
La PAC s’utilitza àmpliament en la preparació de líquids de perforació en les operacions de perforació en alta mar. Per exemple, en una operació de perforació al camp de petroli del mar del Nord, l’ús de PAC va millorar eficaçment la capacitat del líquid de perforació per transportar talls, reducció de temps d’aturada durant la perforació i va millorar l’eficiència global de la perforació. A més, el rendiment del control de filtració de PAC és excel·lent en entorns marins complexos, evitant efectivament el col·lapse del pou.
5.2 Perforació a alta temperatura i alta pressió
PAC presenta una excel·lent estabilitat i rendiment en condicions d’alta temperatura i d’alta pressió (HPHT). Després que una companyia petroliera aplicava PAC en un lloc de pous d’alta temperatura i d’alta pressió al Pròxim Orient, va millorar significativament l’estabilitat i les propietats reològiques del fluid de perforació, va assegurar el bon progrés del procés de perforació i va reduir els riscos i els costos causats per la fallada de líquids de perforació.
6. Outlook futures
Amb l’avançament continu de la tecnologia de perforació de petroli, els requisits per al rendiment del líquid de perforació també són cada cop més alts. En el futur, la cel·lulosa polianionica continuarà jugant un paper important en els aspectes següents:
Alta eficiència i protecció ambiental: les característiques de protecció del medi ambient de PAC li permetran continuar jugant un paper clau en el desenvolupament de líquids de perforació verda i promoure el desenvolupament de la tecnologia de perforació sostenible.
Additius multifuncionals: les futures investigacions poden centrar -se en el desenvolupament de derivats de PAC amb múltiples funcions, de manera que pot millorar el rendiment dels líquids de perforació alhora que proporciona funcions més específiques, com ara la resistència a la temperatura i la resistència a la sal.
Control intel·ligent: mitjançant la combinació de nanotecnologia i materials intel·ligents, els PAC futurs poden tenir un rendiment de control intel·ligent i pot ajustar automàticament el rendiment dels líquids de perforació segons les necessitats en temps real durant la perforació.
Com a additiu de líquid de perforació multifuncional i eficient, la cel·lulosa polianionica (PAC) té un paper clau en el procés de perforació de petroli. Ajustant la viscositat, l’optimització de les propietats reològiques i el control de la pèrdua d’aigua, PAC millora eficaçment l’eficiència de la perforació, redueix l’impacte ambiental i aporta beneficis econòmics importants. Amb el desenvolupament continu de la ciència i la tecnologia, les perspectives d’aplicació de PAC seran més àmplies, aportant més contribucions a l’avanç i al desenvolupament sostenible de la tecnologia de perforació de petroli.
Posada Posada: 17-2025 de febrer