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创建于04.28
drilling fluidsのためのポリマーの分類と応用
I. はじめに
drilling fluidは石油およびガス掘削プロジェクトにおける「血液」であり、掘削プロセスにおいて重要な役割を果たします。掘削流体の主要な処理剤として、ポリマーは掘削流体の性能を大幅に向上させ、掘削効率を高め、掘削コストを削減することができます。掘削技術の継続的な発展とますます厳しくなる環境保護要件に伴い、掘削流体に使用されるポリマーは高性能、環境に優しく、多機能性へと進化しています。
Ii. 掘削流体のためのポリマーの分類
1. 化学構造による分類
(1).天然ポリマーとその改良製品
植物ガム：グアーガム、カブガム、コンニャクガムなど
セルロースの種類: カルボキシメチルセルロース (CMC)、ヒドロキシエチルセルロース (HEC)、ポリアニオンセルロース (PAC) など
デンプン：カルボキシメチルデンプン（CMS）、ヒドロキシプロピルデンプン（HPS）など
リグニンの種類: 硫酸化リグニン、リグノスルホン酸塩など
(2).合成ポリマー
ポリアクリルアミドの種類：加水分解ポリアクリルアミド（HPAM）、部分加水分解ポリアクリルアミド（PHPA）、スルホン化ポリアクリルアミド（SPAM）など
ビニルポリマー：ポリビニルアルコール（PVA）、ポリビニルピロリドン（PVP）など
両性ポリマー: 陰イオンおよび陽イオン基を含むポリマー
疎水性会合ポリマー：疎水性基を持つ水溶性ポリマー
2.機能による分類
(1) 粘度増強剤
掘削流体の粘度を増加させる、例えばXCバイポリマー、HPAMなど
(2) フィルター損失低減剤
掘削流体の流出を制御する、例えばPAC、CMS、SPNHなど
(3) シェール阻害剤
シェールの水和と膨張を抑制する、ポリエーテルアミンやポリアミンポリマーなど
(4) 流れパターン調整器
掘削流体のレオロジー特性を改善する、例えばXC、PHPAなど
(5) 潤滑剤
摩擦係数を減少させる、ポリマー潤滑剤など
(6) 漏れ封止剤
形成の孔を封じる、ポリマーゲル漏れ防止剤など
Iii. 掘削流体におけるポリマーの主な用途
1. 掘削流体の運搬能力を向上させる
ポリマーは、その粘度と動的せん断力を増加させることにより、掘削流体の切削運搬能力を大幅に向上させ、井戸ボアの清浄性を確保します。例えば、XCバイオポリマーとPHPAは、この点で非常に優れた性能を発揮します。
2.ろ過損失を制御する
ポリマーフルイドロス削減剤は、井戸内に密なフィルターケーキを形成することによって、掘削流体の流体損失を形成に対して効果的に減少させ、石油およびガス層を保護します。PACやCMSなどのセルロース系ポリマーは、一般的に使用される流体損失削減剤です。
3.井壁を安定させる
ポリマーシェール阻害剤は、その表面に吸着することによって粘土の水和と膨張を抑制し、井戸ボアの崩壊を防ぎます。ポリエーテルアミンおよびポリアミンポリマーは、シェールに対して良好な阻害効果を持っています。
4. レオロジー特性を調整する
ポリマーは、掘削流体のレオロジー特性を最適化し、適切なせん断希釈と懸濁安定性を与えて、さまざまな掘削条件の要求を満たすことができます。
5.石油およびガス層を保護する
ポリマーは、一時的なブロックゾーンを形成することによって、掘削流体が貯留層に与える損傷を軽減し、石油およびガス井の生産を増加させます。生分解性ポリマーは、この分野で独自の利点を持っています。
6.複雑な層に対処する
高温高圧などの複雑な形成や塩ペースト層などに対して、耐温度性および耐塩性ポリマーは、掘削流体の性能の安定性を維持し、掘削の安全性を確保することができます。
Iv. 新しい掘削流体のためのポリマーの開発動向
高温および耐塩性ポリマー：高温（>200°C）および高塩環境で安定して動作できるポリマーを開発する
インテリジェント応答性ポリマー：温度、pH値、塩分濃度などの環境要因に応答するポリマー
環境に優しいポリマー：生分解性、低毒性または無毒のポリマーで、環境に優しい
ナノコンポジットポリマー：ナノマテリアルの優れた特性を組み合わせた複合ポリマー
多機能統合ポリマー：複数の機能を統合した高効率ポリマー
V. 結論
掘削流体用ポリマーは、現代の掘削技術の重要な要素として、ますます多様な種類と機能を持つようになっています。石油産業が深井戸、超深井戸、非従来型石油およびガス資源の開発に向かって進展する中で、掘削流体に使用されるポリマーに対してより高い要求が提出されています。将来的には、掘削流体に使用されるポリマーは、高性能、多機能性、環境に優しい方向に発展し、安全で効率的な掘削を強力にサポートすることになるでしょう。
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