在石油钻井中,聚阴离子纤维素(PAC)的表观粘度具有以下重要作用:
一、携砂作用
1. 防止岩屑沉降 - 在钻井过程中,钻头破碎岩石会产生大量岩屑。具有适当表观粘度的聚阴离子纤维素能够增加钻井液的粘性,使岩屑悬浮在钻井液中,就像胶水能粘住小颗粒一样。较高的表观粘度有助于克服岩屑的重力沉降作用,确保岩屑随着钻井液循环被带到地面,避免岩屑在井筒内堆积。
2. 保持井筒清洁 - 如果表观粘度不足,岩屑容易在井筒中沉降,可能会造成卡钻等严重事故。通过调节聚阴离子纤维素的用量来控制表观粘度,可以有效地将岩屑携带出井筒,保持井筒的清洁,保证钻井作业的顺利进行。
二、井壁稳定
1. 形成滤饼 - 聚阴离子纤维素的表观粘度对形成良好的滤饼至关重要。当钻井液在压力作用下向井壁渗透时,具有一定表观粘度的钻井液能够在井壁上形成一层薄而致密的滤饼。这层滤饼可以阻止钻井液进一步大量渗入地层,减少地层的水化膨胀和坍塌风险。
2. 支撑井壁 - 合适的表观粘度能够使钻井液对井壁施加一定的压力,起到支撑井壁的作用。特别是在一些易塌地层,足够的表观粘度有助于防止井壁坍塌,保护井眼的完整性。
三、控制流体损失
1. 降低滤失量 - 较高的表观粘度会降低钻井液的滤失速度。聚阴离子纤维素增加了钻井液的内摩擦力,使得钻井液中的液体不易通过井壁渗入地层。这有助于减少钻井液的损失,提高钻井液的利用率,降低钻井成本。
2. 保护储层 - 在钻遇油气储层时,控制滤失量尤为重要。合适的表观粘度可以防止钻井液中的固体颗粒和化学物质过度侵入储层,避免对储层的渗透率等性能造成损害,从而保护储层的生产能力。
四、提高钻井效率
1. 改善水力性能 - 适当的表观粘度有助于优化钻井液的水力性能。它可以影响钻井液在井筒内的流动状态,例如降低湍流程度,提高层流稳定性。这有利于钻头的冷却和清洗,延长钻头的使用寿命,提高钻井速度。
2. 增强动力传递 - 在钻井液循环系统中,表观粘度影响着动力的传递。合适的粘度能够确保钻井液有效地将地面设备的动力传递到井底钻头处,使钻头能够更好地破碎岩石,提高钻井效率。