途盟牌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(qiáng)，低粘型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)是石油鉆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(rèn)為，聚陰離子纖維素降濾失機(jī)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(xì)顆粒的保護(hù)作用阻礙粘土細(xì)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。在低固相和無固相鉆井液中，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(qiáng)的抑制作用。與常規(guī)工藝生產(chǎn)的CMC相比，PAC有以下特點(diǎn)：
??a. 取代度高、取代均勻、透明度高、可控制粘度和降失水量；
??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配置的泥漿流體在高鹽的介質(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)層的滲透能力，即不破壞生產(chǎn)層；且濾失水量少，即抗失水能力強(qiáng)，進(jìn)入生產(chǎn)層的水量少，可以避免水的進(jìn)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。
??纖維素羧甲基化后產(chǎn)物取代基—CH2COONa基團(tuán)在葡萄糖環(huán)基上的分布越均勻，整個大分子鏈上有更多的結(jié)構(gòu)單元易于水化，泥漿中的反離子對纖維素羧甲基化后產(chǎn)物的聚離子的電荷中和作用就越少，大分子鏈的擴(kuò)張程度更大，更有利水化，發(fā)揮對泥漿的保護(hù)作用。 由于聚陰離子纖維素PAC取代均勻、抗溫抗鹽性好，在復(fù)雜的環(huán)境中粘度穩(wěn)定，有較高的失水控制力，能夠長期控制鉆井液的流變性，充分發(fā)揮其應(yīng)有的功能。通常產(chǎn)物的取代度越大，分布越均勻，大分子在溶液中能夠更大程度地擴(kuò)張，更有利于水化，也更有利于提升它對泥漿的保護(hù)作用。降失水與降粘劑一般用低粘度PAC。按API失水儀測定降失水量方法，對PAC進(jìn)行了測定。采用API失水儀，在0.7Mpa壓力下進(jìn)行測試，見表19。
??二、“途盟”牌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）高粘型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。
??三、“途盟”牌聚陰離子纖維素鈉鹽（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(zhǔn)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，使進(jìn)入生產(chǎn)層的水量減少，而進(jìn)入的水會因乳狀液阻塞而形成水鎮(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(diǎn)；
??保護(hù)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(hù)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(qiáng)。在低滲透壓的地層中使用，其壓裂效果更為卓越。
PAC-HV的鉆井液性能指標(biāo)：
項(xiàng)目 | APY濾失量,ml | YP值,Pa |
指標(biāo) | 基漿 | 225±20 | 0.5—1.0 |
濃度,5.8g/L | ≤20.0 | ≥2.0 |
濃度,8.6g/L | ≤15.0 | ≥9.0 |
濃度,11.5g/L | ≤10.0 | ≥19.0 |
PAC-LV的鉆井液性能指標(biāo)：
項(xiàng)目 | APY濾失量,ml | YP值,Pa |
指標(biāo) | 基漿 | 240±20 | 1.0-2.0 |
濃度,5.8g/L≤ | 25.0 | 0.50 |
濃度,8.6g/L≤ | 15.0 | 1.0 |
濃度,11.5g/L≤ | 10.0 | 1.5 |
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表19. PAC降失水測定結(jié)果
指標(biāo) | 淡水泥漿 | 海水泥漿 | 40%NaCl泥漿 |
濃度(%) | 0.05 | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 0.50 |
失水量(mL) | 11.6 | 8.2 | 7.2 | 16 | 11.6 | 11.6 | 183.4 | 28.6 | 10.6 |
??如此好的失水量降低結(jié)果，是一般CMC根本達(dá)不到的。
??抗溫性 通常是通過測試產(chǎn)品在淡水泥漿熱處理前后的失水變化值：抗鹽性
??造漿量 除了適合用作降濾失劑，聚陰離子纖維素還可用作低固相和無固相鉆井液的增粘劑，提高由于缺乏固相（造漿粘土）而降低的懸浮力和攜帶力。與普通工藝生產(chǎn)的CMC相比，PAC在海水或鹽水有較高的粘度。普通CMC由于取代的不均勻, 在外界因素(鹽陽離子)作用, 導(dǎo)致粘度降低明顯。造漿量是指每噸泥漿-羧甲基化產(chǎn)物配成表觀粘度為15cp溶液的體積數(shù)。通常只針對CMC-HV或 PAC-HV，具體計(jì)算式為：造漿量=1000/C（m3/T）
??在蒸餾水、海水、鹽水中的造漿量按照DFCP-7規(guī)定的方法進(jìn)行測定。部分中、外產(chǎn)品在蒸餾水、海水、鹽水中的造漿量見表20。
樣品 | 蒸餾水（m3/T） | 海水（m3/T） | 飽和鹽水（m3/T） |
PAC-1 | 527.0 | 227.8 | 333.3 |
PAC- 2 | 400.0 | 244.0 | 294.0 |
PAC- 3 | 294.0 | 212.9 | 244.1 |
PAC -4 | 370.4 | 256.4 | 344.8 |
PAC- 5 | 500.0 | 263.1 | 333.3 |
DALCel | 550.0 | 300.2 | 479.1 |
Bayer | 500.0 | 280.2 | 360.6 |
CMC | 285.7 | 166.7 | 140.8 |
以上數(shù)據(jù)按照OCMA DFCP-7 方法測定。由表可以看出，PAC在海水、飽和鹽水漿液中的造漿量明顯優(yōu)于CMC
| 理化指標(biāo) |
型號 | 表觀粘度 | 濾失量 | 純度（%） | 取代度（DS） | 水分（%） |
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PAC-HV1 | ≥35 | ≤23 | ≥75.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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PAC-HV2 | ≥50 | ≤26 | ≥95.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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PAC-HV3 | ≥60 | ≤18 | ≥98.0 | ≥0.95 | ≤10 |
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PAC-LV1 | ≤20 | ≤13 | ≥75.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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PAC-LV2 | ≤40 | ≤12 | ≥95.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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PAC-LV3 | ≤30 | ≤11 | ≥98.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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CMC-HV | ≥30 | ／ | ≥70.0 | ≥0.95 | ≤10 |
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CMC-LV | ≤90 | ≤10 | ≥70.0 | ≥0.90 | ≤10 |
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