石油钻井专用聚阴离子纤维素(PAC-HV,PAC-LV)配制的泥浆流体具有良好的降失水性、抑制性、较高的耐温性和耐盐性。在淡水、4%盐水及饱和盐水中的造浆率高;在用量为传统CMC的35-40%时,其提粘和降滤失能力在淡水钻井液中相近,在4%盐水和饱和盐水钻井液中较优,即抗盐膏能力更强。广泛应用于石油钻井,特别适合深层井、高温井、盐水井和海洋石油钻井。
1.PAC适合用于从淡水到饱和盐水的任何泥浆。PAC良好的溶解特性,无论在淡水、盐水或饱和盐水中都能形成具有一定粘度和切力的透明液体,同时具有良好的胶体性能,特别是在盐水中,能够抵抗絮凝,尽可能的保持本来的胶体结构,对形成优质泥饼是非常必要的,而普通CMC则不可能做到这一点。
2.PAC造浆率高,PAC的造浆量可达到普通CMC的2-3倍。大量的应用试验表明,同样的应用环境下,PAC比CMC的用量明显要少;在盐水或饱和盐水中,等量的PAC比CMC造浆量明显要高;
3.PAC是最好的降滤失剂,不仅在淡水泥浆中降滤失能力强,在海水或饱和盐水中的降滤失能力也很高。低粘型PAC能有效减少滤失量,且不显著增加体系粘液,尤其是高固含量系统;高粘型PAC造浆量高,降滤失水作用明显,尤其适用于低固相泥浆和无固相盐水泥浆,可获得比CMC更好的悬浮、降滤失和造壁效果,以及更好的井眼控制能力。
4.PAC配制的泥浆流体能在高盐介质中抑制粘土和页岩的分散及膨胀,从而使井壁污染得到控制。由于分子链的充分展开,吸附能力加大,所以PAC比CMC更能充分包裹钻屑和粘土;加之PAC的降滤失能力更强,所以抑制粘土水化膨胀能力更大。无论通过泡小球还是粘度试验,都证明了PAC能大大延缓粘土水化膨胀分散的时间。
5.PAC有良好的保护胶体能力。使用大量稀释剂的分散性加重泥浆,其循环过程中,固相含量可能增高。这种泥浆优点是流动性好,动切力和静切力都较低;缺点是:
(1)。泥饼软而厚,易造成压差卡钻。
(2)。一旦固相含量高,又容易受盐和石膏污染,即动切力和静切力大幅上升,主要是由于此类泥浆的胶体性差。
在这种泥浆中使用PAC,由于稀释剂对PAC胶体影响不大,所以即使在高固相下受盐膏浸污,泥浆的切力波动也可以大大减轻。另外,使用PAC配制的泥浆,即使悬浮重晶石也不需要加太多粘土。
6.PAC和CMC相比,PAC可以在盐、膏层、高温等许多复杂地层以及海洋、沙漠等困难钻井条件下使用,以获得更好的技术效果和经济效益。随着石油开发进入贫油期,浅层石油已远不能满足需求,各产油国都在积极勘探开发深层石油和海洋石油,地层温度和盐膏含量都大幅提高,在此领域普通CMC产品无法满足技术需要。而具有优异性能的PAC产品有其无法替代的地位。深井和海洋钻探地层温度大多在145℃以上,盐膏含量在30ppb以上,普通CMC一般抗温、抗盐最高可达饱和盐水浓度,KC1浓度只能到15ppb,而PAC产品可达到35ppb以上;普通CMC产品由于稳定性差,在温度高于80℃时,分子链断裂而迅速分解,几乎完全失效,导致失水增大,动切力降低,容易造成井眼缩径、井壁坍塌、携屑能力降低,无法满足工艺需要,而PAC产品在高温达到150℃以上尚能保持较高应用性能。
7.PAC还是优良的泥浆钻井液和修井液,也是高效的压裂液。