ความแตกต่างและหลักการของPAC (โพลีแอนไอออนิกเซลลูโลส)และCMC (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)ในการใช้งานขุดเจาะน้ำมัน
I. ความแตกต่างในโครงสร้างโมเลกุลและหลักการ
1. CMC (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส): วัตถุดิบ: ใยฝ้าย/เซลลูโลสไม้ ดัดแปลงโดยอีเทอร์ริฟิเคชั่นด้วยกรดคลอโรอะซิติก:
ระดับการทดแทน (DS): โดยทั่วไป 0.6–0.8, การกระจายของกลุ่มทดแทนที่ไม่สม่ำเสมอ
หมู่คาร์บอกซีเมทิลที่ชอบน้ำไม่กี่กลุ่มบนสายโซ่โมเลกุล มีการจัดเรียงกระจัดกระจาย
อาศัยกลุ่มคาร์บอกซิลเพียงอย่างเดียวในการดูดซึมน้ำและการดูดซับดินเหนียว กรอบการต้านทานเกลือและแคลเซียมอ่อนแอ
2. PAC (Polyanionic Cellulose): ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการอัพเกรดจาก CMC ที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีการทดแทนสูงและผ่านกระบวนการเอเทอร์เนตโดยใช้กระบวนการพิเศษ:
DS มากกว่าหรือเท่ากับ 0.9 ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์-บางรายการสามารถเข้าถึง 1.0–1.2 ได้
หมู่ประจุลบมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอสูงตามสายโซ่เซลลูโลสยาว
ความแข็งแกร่งของโซ่โมเลกุลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ฟิล์มไฮเดรชั่นที่หนาขึ้น ช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกระแทกด้วยไอออนิกได้อย่างมาก
โดยพื้นฐานแล้ว: PAC ได้รับการขัดเกลา เป็นเนื้อเดียวกันสูง และมีการทดแทนสูง CMC; ไม่ใช่สารที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่คุณภาพการประมวลผลแตกต่างกันอย่างมาก
ครั้งที่สอง การเปรียบเทียบของกลไกการออกฤทธิ์ (ระบบของไหลเจาะ)
1. กลไกในการลดการสูญเสียการกรอง
ทั้งสองทำงานบนหลักการเดียวกัน: หลังจากที่ละลายในน้ำ โซ่โพลีเมอร์จะดูดซับบนพื้นผิวของเบนโทไนต์ การตัดเจาะ และหินหลุมเจาะ เชื่อมอนุภาคและบีบอัดให้กลายเป็นเค้กโคลนบาง ๆ ที่หนาแน่น เพื่อป้องกันไม่ให้เฟสของเหลวแทรกซึมเข้าไปในชั้นหิน
ความแตกต่างอยู่ที่ความมั่นคง:
CMC: เมื่อพบกับแคลเซียม แมกนีเซียม หรือโซเดียมไอออน หมู่คาร์บอกซิลจะถูกปกป้องอย่างง่ายดายด้วยไอออนของโลหะ ทำให้โพลีเมอร์หดตัว ส่งผลให้เค้กโคลนหนาขึ้นและสูญเสียการกรองเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
PAC: ด้วยการทดแทนที่สม่ำเสมอ ตำแหน่งประจุลบหลายแห่งจะดูดซับไอออนของโลหะไปพร้อมๆ กัน ทำให้มีโอกาสเกิดการหดตัวโดยรวมน้อยลง เค้กโคลนยังคงมีความหนาแน่นแม้ในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง-และมีแคลเซียมสูง-
2. การเพิ่มความหนืดและกลไกการขับเคลื่อนของจรวด
การให้น้ำแบบโพลีเมอร์จะขยายสายโซ่โมเลกุล เพิ่มความหนืดและแรงเฉือนแบบไดนามิกของเฟสของเหลว ส่งผลให้การตัดเจาะหยุดชะงัก
PAC-โมเลกุล HV มีความสามารถในการขยายได้สูงกว่า ส่งผลให้มีความหนืดเกินกว่า CMC ธรรมดาในปริมาณที่เท่ากันมาก โมเลกุล PAC-LV ได้รับการดัดแปลงด้วยความหนืด-โดยควบคุม ซึ่งช่วยลดการสูญเสียน้ำเกือบทั้งหมดและลดความหนาให้เหลือน้อยที่สุด
CMC ธรรมดามีความผันผวนของความหนืดสูง โดยความหนืดจะลดลงอย่างรวดเร็วในน้ำเกลือ ส่งผลให้ทรายตกตะกอนได้ง่ายในระหว่างการหยุดการขุดเจาะ
3. กลไกการยับยั้งและป้องกันการยุบตัวของหินดินดาน: โพลีเมอร์จะห่อหุ้มอนุภาคของดินเหนียว ป้องกันไม่ให้โมเลกุลของน้ำเข้าสู่ชั้นหินหินและขยายตัว
CMC มีการเคลือบบางๆ ทำให้มีแนวโน้มที่จะหลุดออกในสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง-
PAC มีการดูดซับประจุลบที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น ส่งผลให้ชั้นเคลือบมีความแข็งแกร่งยิ่งขึ้น และยับยั้งความชุ่มชื้นของหินดินดานและการขัดผิวได้ดีขึ้น
4. ความต้านทานต่ออุณหภูมิและการย่อยสลายทางชีวภาพ:
โดยทั่วไปโมเลกุลของ CMC จะมีความเสถียรต่ำ โดยประสิทธิภาพจะลดลงเหนือ 120 องศาอย่างมีนัยสำคัญ พวกมันย่อยสลายได้ง่ายและทำให้แบคทีเรียโคลนไม่ได้ผล
PAC มีโครงสร้างโมเลกุลสม่ำเสมอ ทนอุณหภูมิได้สูงถึง 140-160 องศา ; ต้านทานการกัดเซาะของจุลินทรีย์และมีโอกาสน้อยที่จะเสื่อมสภาพในบ่อน้ำลึกและการไหลเวียนในระยะยาว
ที่สาม ความแตกต่างในการใช้งานการขุดเจาะจริง
1. PAC-LV (โพลีเอโอนิกเซลลูโลสความหนืดต่ำ-)
คุณสมบัติ: เพิ่มความหนืดน้อยที่สุด เน้นการควบคุมการกรอง ทนทานต่อน้ำเกลืออิ่มตัว การแทรกซึมของแคลเซียม และน้ำทะเล
เหมาะสำหรับ: การขุดเจาะนอกชายฝั่ง การก่อตัวของเกลือสูง- โคลนหนักความหนาแน่นสูง- ของเหลวในอ่างเก็บน้ำ และสภาพการขุดเจาะที่ต้องการความหนืดต่ำและการเจาะที่รวดเร็ว
ข้อเสีย: ความหนืดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ต้องเติมแซนแทนกัมและเบนโทไนต์เมื่อสารแขวนลอยของโคลนไม่ดี
2. PAC-HV (โพลีเอโอนิกเซลลูโลสความหนืดสูง-)
คุณลักษณะเด่น: ความหนืดสูง รวมกับการลดปริมาณการกรอง ทรายที่แข็งแกร่ง-ความสามารถในการบรรทุก
เหมาะสำหรับ: บ่อน้ำลึกบนบกขนาดกลาง- บ่อน้ำกำหนดทิศทาง โครงสร้างที่ตื้นและยุบตัวได้ง่าย และของเหลวสำหรับเจาะที่ใช้น้ำ-
ความคุ้มค่า-: เพิ่มสารเพิ่มความข้นน้อยลง สูตรที่ง่ายขึ้น
3. CMC สามัญ (เกรดอุตสาหกรรม/การเจาะ) CMC (การควบคุมโมเลกุลเคมี)
ข้อดี: ราคาไม่แพง เพียงพอสำหรับบ่อน้ำจืดน้ำตื้น
ข้อเสีย: ความเค็มลดลงอย่างมากโดยมีประสิทธิภาพสูง สูงอย่างรวดเร็ว-ความล้มเหลวของอุณหภูมิ; มีแนวโน้มที่จะหมัก ระยะเวลาการเก็บโคลนสั้น คุณภาพของเค้กโคลนไม่เสถียร มีแนวโน้มที่จะหนาขึ้น มีความต้านทานแรงเสียดทานสูง
เหมาะสำหรับ: บ่อน้ำจืดตื้น การขุดเจาะพื้นที่เกษตรกรรม หลุมสำรวจน้ำตื้นราคาประหยัด- โดยทั่วไปเหมาะสำหรับบ่อน้ำนอกชายฝั่ง บ่อน้ำลึก และ-ความเค็มสูง
IV. สรุปการคัดเลือกอย่างง่าย
ใกล้ชายฝั่ง โครงการในต่างประเทศ บ่อน้ำเกลือ หลุมลึก หลุมทิศทาง → PAC เป็นสิ่งจำเป็น
บ่อน้ำจืดบนบกตื้น งบประมาณจำกัด → สามารถใช้ CMC เพื่อลดต้นทุนได้
สำหรับความหนืดของโคลนต่ำและการควบคุมการสูญเสียน้ำ → PAC-LV
เพื่อเพิ่มความหนืด รวมถึงทราย ในขณะที่ควบคุมการสูญเสียน้ำ → PAC-HV
