โพลีอะคริลาไมด์ในของเหลวสำหรับการขุดเจาะ การทำให้เสร็จสมบูรณ์ และซีเมนต์ - การใช้งานจริง การเลือก และแนวทางภาคสนาม

บทความนี้จะอธิบายคำแนะนำเชิงปฏิบัติที่มุ่งเน้นภาคสนามสำหรับการใช้โพลีอะคริลาไมด์ (PAM) ในของเหลวสำหรับการขุดเจาะ ของเหลวในขั้นตอนสุดท้าย และของเหลวในการประสาน โดยครอบคลุมถึงสาเหตุที่เลือก PAM วิธีเลือกประเภทที่เหมาะสม ขนาดยาทั่วไป การทดสอบในห้องปฏิบัติการที่คุณควรทำก่อนการใช้งานภาคสนาม ขั้นตอนการผสม/การให้ยาทีละขั้นตอน และการแก้ไขปัญหาทั่วไป โดยเน้นที่คำแนะนำที่สามารถนำไปปฏิบัติได้จริงซึ่งวิศวกร หัวหน้างานภาคสนาม และช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการสามารถนำไปใช้ได้โดยตรง

เหตุใดจึงใช้โพลีอะคริลาไมด์ในการขุดเจาะของเหลว

โพลีอะคริลาไมด์โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการควบคุมความหนืด/รีโอโลยี การควบคุมการกรอง การรักษาเสถียรภาพของหินดินดาน และความช่วยเหลือในการกำจัดของแข็งโดยไม่ต้องเติมของแข็งจำนวนมาก น้ำหนักโมเลกุลสูงและประจุที่ปรับได้ (ประจุลบ/ประจุบวก/ไม่มีประจุ) ช่วยให้ผู้กำหนดเป้าหมายการทำงานเฉพาะขณะเดียวกันก็ลดความเสียหายของชั้นหินเมื่อเลือกและนำไปใช้อย่างเหมาะสม

หน้าที่หลักในการเจาะของเหลว

• ตัวปรับสภาพการไหล — เพิ่มความหนืดแรงเฉือนต่ำสำหรับการทำความสะอาดรูและช่วงล่างของการตัด ในขณะเดียวกันก็ให้พฤติกรรมแรงเฉือนสูงที่สามารถสูบได้
• ตัวลดการกรอง/ตัวช่วยในการเชื่อม — ลดการสูญเสียของเหลว API/HPHT ผ่านช่องว่างของรูพรุนของชั้นหิน
• เสถียรภาพของหินดินดาน — ยึดเกาะได้ดีและสามารถลดการบวมของดินเหนียวได้เมื่อจับคู่กับเกลือ/สารยับยั้งที่เหมาะสม
• สารช่วยตกตะกอน/ตกตะกอน — ส่งเสริมการกำจัดของแข็งในวงจรควบคุมของแข็งเมื่อใช้เป็นสารตกตะกอนโพลีเมอร์

ประเภทของโพลีอะคริลาไมด์และเกณฑ์การคัดเลือก

เลือกเกรด PAM โดยพิจารณาจากประจุโพลีเมอร์ น้ำหนักโมเลกุล ความทนทานต่อเกลือ และรูปแบบความสามารถในการละลาย (ผง อิมัลชัน ของเหลว) การจับคู่คุณสมบัติเหล่านี้กับสภาวะของหลุม (ความเค็มของชั้นหิน อุณหภูมิ pH และการทำงานของเป้าหมาย) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก และลดความเสี่ยงของความเสียหายของชั้นหิน

การใช้โพลีอะคริลาไมด์ในการขุดเจาะ — คำแนะนำในทางปฏิบัติ

เมื่อเติม PAM ลงในของเหลวในการขุดเจาะ โดยทั่วไป วัตถุประสงค์ของคุณคือเพื่อปรับแต่งความหนืดที่มีอัตราเฉือนต่ำ (สำหรับการขนย้ายการตัด) ลดการสูญเสียของเหลว และช่วยควบคุมของแข็ง ปฏิบัติตามการตรวจสอบความถูกต้องของห้องปฏิบัติการก่อน จากนั้นจึงใช้การจ่ายยาภาคสนามแบบอนุรักษ์พร้อมการติดตามผล

การตรวจสอบในห้องปฏิบัติการที่แนะนำก่อนการใช้งานภาคสนาม

• กราฟการไหล (วิสโคมิเตอร์/รีโอมิเตอร์) ที่อุณหภูมิเป้าหมายและอัตราเฉือน
• การทดสอบการกรอง API และ HPHT โดยมีและไม่มีโพลีเมอร์
• ความเข้ากันได้กับน้ำเกลือ (NaCl, KCl, CaCl₂) สารยับยั้งตะกรัน และสารเติมแต่งทั่วไป
• การทดสอบเสถียรภาพทางความร้อนที่อุณหภูมิคงที่ของก้นหลุมและประวัติแรงเฉือนที่คาดหวัง

หลักเกณฑ์การให้ยาภาคสนาม

• เริ่มต้นต่ำ: ปริมาณที่เพิ่มขึ้นของของไหลเจาะทั่วไปคือ 0.05–2.0 กก./ลบ.ม. (0.05–2.0 กรัม/ลิตร) ขึ้นอยู่กับเกรดและวัตถุประสงค์ ยืนยันด้วยผลแล็บ
• เพิ่มโพลีเมอร์ลงในหลุมที่ใช้งานด้วยความปั่นป่วนเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดก้อน สารช่วยกระจายตัวช่วยในเรื่องเกรดที่เป็นผง
• ปล่อยให้ผสมแบบควบคุมเป็นเวลา 10-30 นาทีก่อนทดสอบรีโอโลจีและการกรองอีกครั้ง
• หากใช้เป็นตัวตกตะกอนในการควบคุมของแข็ง ให้ผสมเป็นสารละลายเจือจางที่ตัวกำจัดตะกอน/ตัวขจัดคราบตามความต้องการของโพลีเมอร์ที่กำหนดในห้องปฏิบัติการ

โพลีอะคริลาไมด์ในของเหลวที่สมบูรณ์ — แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด

ในการเติมของเหลวให้สมบูรณ์ PAM ใช้เพื่อควบคุมการสูญเสียของเหลวเป็นหลัก ช่วยในการแขวนลอยของโพรเพนท์หรือของแข็งในระหว่างการวาง และเพื่อปรับสภาพของเหลวสำหรับการเจาะและการกระตุ้น การใช้งานให้เสร็จสิ้นมักจะให้ความสำคัญกับเกรดที่มีสารตกค้างต่ำและมีความเสียหายจากการก่อตัวต่ำ

การเลือกและความเข้ากันได้ของของไหลที่สมบูรณ์

• เลือกเกรดที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำหรือเกรดไฮโดรไลซ์เป็นพิเศษ เมื่อลดความหนาของเค้กตัวกรองให้เหลือน้อยที่สุดและการทำความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญ
• ต้องการ PAM ประจุบวกประจุต่ำแบบไม่มีประจุหรือปรับแต่งมาโดยเฉพาะในน้ำเกลือที่มีความเค็มสูง เพื่อลดการตกตะกอนและความไม่เข้ากันกับแคตไอออนหลายวาเลนท์
• ดำเนินการทดสอบความเสียหายของแกนกลางหรือชั้นหินเพื่อตรวจสอบศักยภาพในการทำความสะอาดและลดการซึมผ่านของสารตกค้าง

โพลีอะคริลาไมด์ในของเหลวประสาน — ส่งผลต่อพฤติกรรมของสารละลายอย่างไร

PAM สามารถใช้ในการประสานเพื่อปรับเปลี่ยนรีโอโลยีของสารละลาย ลดการสูญเสียของของเหลวไปสู่การก่อตัวในระหว่างการวาง และปรับปรุงประสิทธิภาพการเคลื่อนที่โดยการควบคุม thixotropy ของสารละลาย อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาระหว่างเคมีของซีเมนต์ถือเป็นสิ่งสำคัญ — อย่าถือว่าความเข้ากันได้หากไม่มีการทดสอบ

ข้อควรพิจารณาเฉพาะด้านซีเมนต์

• ผลกระทบต่อเวลาในการทำให้หนาขึ้น: เกรด PAM บางเกรดเร่งหรือหน่วงการตั้งค่า ทำการทดสอบเวลาทำให้ข้นเสมอ (รูปแบบ API RP 10B-2) ด้วยส่วนผสมซีเมนต์ที่เลือก
• การควบคุมการสูญเสียของเหลว: PAM สามารถลดการสูญเสียของเหลวในระยะเริ่มต้นได้ รวมกับสารเติมแต่งสูญเสียของเหลวมาตรฐาน (เช่น แป้ง LCM สังเคราะห์) ตามที่ตรวจสอบในการทดสอบ HPHT FL
• ความเข้ากันได้กับสารช่วยกระจายตัวและสารชะลอที่ใช้ในสารละลายซีเมนต์: ตรวจสอบปฏิกิริยาที่อาจเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสารละลายหรือรีโอโลยี

การทดสอบในห้องปฏิบัติการและการตรวจสอบภาคสนาม (ตามขั้นตอน)

ลำดับการทดสอบในทางปฏิบัติสั้นๆ ช่วยลดความประหลาดใจ: เริ่มต้นด้วยความเข้ากันได้ของม้านั่ง จากนั้นดำเนินการจำลองประสิทธิภาพที่อุณหภูมิเป้าหมายและความเค็ม และสุดท้ายตรวจสอบภายใต้สภาวะไดนามิก (แรงเฉือน/การเสื่อมสภาพ)

1. การทดสอบความสามารถในการละลายและการกระจายตัว — ยืนยันว่าไม่มีการเจลหรือการให้ความชุ่มชื้นช้า
2. แผนที่รีโอโลจี — วัดความหนืดปรากฏที่อัตราเฉือนต่ำ ปานกลาง และสูง (เทียบเท่า 0.1–1000 s⁻¹)
3. การสูญเสียตัวกรอง API และ HPHT — วัดด้วยโพลีเมอร์และของเหลวพื้นฐานเพื่อหาปริมาณการปรับปรุง
4. ความเสถียรทางความร้อนและแรงเฉือน — ตัวอย่างอายุที่อุณหภูมิคงที่ของก้นหลุมและใช้รอบแรงเฉือน
5. การทดสอบการไหลของแกนกลางหรือความเสียหาย — เพื่อความสมบูรณ์/การประสาน ให้วัดการซึมผ่านของสารตกค้างหลังการสัมผัสและการทำความสะอาด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการผสม การจัดการ และการตวง

การผสมที่เหมาะสมจะหลีกเลี่ยงไม่ให้เป็นก้อนและให้ความชุ่มชื้นเต็มที่ ปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตสำหรับเกรดที่เป็นผงและอิมัลชัน และใช้สารเจือจางล่วงหน้าหรือถังเติมน้ำตามคำแนะนำเสมอ

• ผง PAM: เปียกล่วงหน้าหรือใช้ตัวละลายแบบเฉือน เติมผงลงในน้ำหรือน้ำเกลือที่ปั่นป่วนอย่างช้าๆ เพื่อป้องกันไม่ให้จับตัวเป็นก้อน
• อิมัลชัน/สารละลาย PAM: เจือจางจนถึงความเข้มข้นในการทำงาน (โดยทั่วไป 0.1–1% น้ำหนัก/น้ำหนัก สำหรับสารละลายโพลีเมอร์) ก่อนสูบจ่ายเข้าสู่ระบบหมุนเวียน
• ใช้ปั๊มสูบจ่ายที่ปรับเทียบแล้วและตัวกรองเช็คไลน์ เพื่อป้องกันรางโพลีเมอร์และการอุดตันของปั๊ม
• บันทึกหมายเลขแบทช์ อายุของสารละลาย และสภาวะการจัดเก็บ สารละลาย PAM แบบไฮเดรตส่วนใหญ่มีอายุการเก็บรักษาจำกัดที่อุณหภูมิสูง

ความเข้ากันได้ การโต้ตอบ และการแก้ไขปัญหาทั่วไป

ปัญหามักเกิดขึ้นจากประจุโพลีเมอร์ที่ไม่ตรงกันกับองค์ประกอบของน้ำเกลือ การให้ยาเกินขนาด หรือการให้น้ำไม่ดี ส่วนนี้จะแสดงอาการและการเยียวยาในทางปฏิบัติ

ปัญหาทั่วไปและการแก้ไข

• อาการ: ความหนืดเพิ่มขึ้นหรือเกิดเจลอย่างรวดเร็ว แก้ไข: ตรวจสอบประเภทโพลีเมอร์เทียบกับระดับไอออนหลายวาเลนท์ ลดขนาดยาหรือเปลี่ยนไปใช้เกรดที่ไม่มีประจุ/ประจุต่ำ
• อาการ: การสูญเสียของเหลวดีขึ้นเล็กน้อยหรือไม่มีเลย แก้ไข: ตรวจสอบน้ำหนักโมเลกุล (MW ที่สูงกว่ามักจะดีกว่าสำหรับการเชื่อม) ยืนยันการกระจายตัวที่เหมาะสมและเวลาในการผสมที่เพียงพอ
• อาการ: ปัญหาการสูบน้ำหรือ stringers แก้ไข: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการเจือจางอย่างเหมาะสม ใช้ตะแกรงแบบอินไลน์ และตรวจสอบความเข้ากันได้ของปั๊มกับสารละลายไฮเดรต
• อาการ: การก่อตัวของความเสียหายหรือการทำความสะอาดที่ไม่ดี แก้ไข: ใช้เกรด PAM ที่ตกค้างต่ำหรือโซ่สั้นกว่า และยืนยันประสิทธิภาพการทำความสะอาดแกนในการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม สุขภาพ และความปลอดภัย

โดยทั่วไป PAM และสารละลายของมันจะมีความเป็นพิษเฉียบพลันต่ำ แต่โมโนเมอร์ตกค้าง (อะคริลาไมด์) บางชนิดอาจเป็นอันตรายได้ ใช้เกรดโมโนเมอร์ต่ำที่ผ่านการรับรองสำหรับการใช้บ่อน้ำมัน ปฏิบัติตามคำแนะนำของ MSDS และจัดการการปล่อยทิ้งตามข้อบังคับท้องถิ่น

• เลือกสูตรที่มีอะคริลาไมด์ตกค้างต่ำ (ผู้ผลิตให้ข้อมูลจำเพาะของโมโนเมอร์)
• จัดเตรียม PPE เมื่อจัดการกับผงและสารละลายเข้มข้น หลีกเลี่ยงการสูดดมฝุ่น
• บำบัดของเสียที่มีโพลีเมอร์ที่ใช้แล้วด้วยการแยกของแข็งแบบเดิมๆ และปฏิบัติตามกฎการปล่อยทิ้งสิ่งแวดล้อมสำหรับเขตอำนาจศาลของคุณ

ข้อมูลอ้างอิงด่วน — ช่วงขนาดยาโดยทั่วไป

ตารางด้านล่างสรุปขนาดยาเริ่มต้นแบบระมัดระวัง ยืนยันด้วยการทดสอบในห้องปฏิบัติการเสมอ สิ่งเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการตรวจสอบบัลลังก์

รายการตรวจสอบก่อนงาน

• ยืนยันเกรดโพลีเมอร์และปริมาณโมโนเมอร์ที่แน่นอนด้วยเอกสารประกอบของซัพพลายเออร์
• ดำเนินการทดสอบรีโอโลยีและการกรอง HPHT ที่อุณหภูมิและความเค็มที่วางแผนไว้
• เตรียมขั้นตอนการผสม/เจือจาง และแผนการสูบจ่าย รวมถึงวิธีการสำรอง
• การติดตามแผน: วัดประสิทธิภาพการไหล, API/HPHT FL และการกำจัดของแข็งในช่วงเวลาสม่ำเสมอ
• สื่อสารกฎการจัดการ EHS และขั้นตอนการตอบสนองต่อการรั่วไหลให้ลูกเรือทราบ

สรุป — โพลีอะคริลาไมด์เป็นสารเติมแต่งที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการขุดเจาะ การทำสำเร็จ และการประสานซีเมนต์ เมื่อเกรด ปริมาณ และการจัดการสอดคล้องกับสภาพของหลุม และตรวจสอบโดยการทดสอบในห้องปฏิบัติการ การให้ยาเริ่มแรกแบบอนุรักษ์นิยม การผสมอย่างมีระเบียบวินัย และการตรวจสอบประสิทธิภาพเป็นประจำจะทำให้เกิดประโยชน์สูงสุดและลดความเสี่ยงของการก่อตัวและการปฏิบัติงาน