ContinuʻousgʻO ke ana ʻana o ka viscosity gum uar e hiki ai ke nānā pono i nā loli viscosity e pili ana i ka noʻonoʻo. Kōkua ke kumu hoʻohālike rheological wānana i ka hoʻoholo ʻana i ka noʻonoʻo kikoʻī e pono ai no nā pae viscosity i makemake ʻia, he mea nui no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻolālā pahu hui a me ka hōʻoia ʻana i ka rheology wai fracturing kūlike. Kōkua kēia pilina linear concentration-viscosity i nā ʻenekinia i ke kuhikuhi ʻana i nā viscosities i kāohi ʻia no nā pono hana like ʻole.
Ke hoʻomaopopo nei i ka Gum Gum i nā wai haki hydraulic
Ke kuleana o ka Guar Gum ma ke ʻano he mea hoʻomānoanoa
ʻO nā polymers kūlohelohe e like me ka guar gum ke kikowaena i ka hoʻokumu ʻana o ka wai fracturing ma muli o ko lākou hiki ke hoʻonui nui i ka viscosity, he mea nui ia no ka hoʻokuʻu proppant kūpono a me ka lawe ʻana. Loaʻa mai nā pīni guar, hoʻomaʻū koke ka ʻano polysaccharide o ka guar gum e hana i nā hopena viscous—koʻikoʻi no ka lawe ʻana i ke one a i ʻole nā proppants ʻē aʻe i loko o nā māwae pōhaku i ka wā o ka hydraulic fracturing.
Nā ʻano hana o ka Viscosity a me ke kūpaʻa:
- Hoʻopili a hoʻonui nā molekala gum Guar i loko o ka wai, e alakaʻi ana i ka hoʻonui ʻia o ka friction intermolecular a me ka mānoanoa o ka wai. Hoʻemi kēia viscosity kiʻekiʻe i ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho ʻana o ka proppant i loko o nā wai fracturing hydraulic, e hopena ana i ka hoʻokuʻu maikaʻi ʻana a me ke kau ʻana o nā proppants.
- Hoʻonui hou aku nā mea hoʻohuihui e like me ka waikawa boric, organoboron, a i ʻole organozirconium i ka viscosity. No ka laʻana, mālama nā wai organozirconium-crosslinked hydroxypropyl guar (HPG) ma mua o 89.7% o ko lākou viscosity mua ma 120 °C ma lalo o ke kiʻekiʻe o ka shear, e ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o nā ʻōnaehana maʻamau a hāʻawi i ka mana lawe proppant ikaika i nā wai fracturing.
- ʻO ka hoʻonui ʻia ʻana o ka nui o ka crosslink, i loaʻa ma ka hoʻokiʻekiʻe ʻana i ka nui o ka thickener, hoʻoikaika i ka ʻano gel a ʻae i ka paʻa maikaʻi loa, ʻoiai i nā kūlana waihona paʻakikī.
ʻO ka hoʻokumu wikiwiki ʻana o ka gel Guar gum e hiki ai ke hoʻolālā maikaʻi ʻia i ka hoʻohuihui ʻana i ka wai fracturing. Eia nō naʻe, he maʻalahi ia i ka hoʻouka ʻana o ka shear a me ka microbial; no laila, pono ka hoʻomākaukau akahele a me nā mea hoʻohui kūpono no ka hana mau.
Pauka Guar Gum
*
Nā Waiwai Koʻikoʻi e Pili Ana i nā Hana Fracturing
Paʻa o ka Mahana
Pono nā wai gum Guar e mālama i ko lākou ʻano viscosity ma nā mahana waihona kiʻekiʻe. Hoʻomaka ka gum guar i hoʻololi ʻole ʻia e hōʻino ma luna o 160°C, e alakaʻi ana i ka nalowale o ka viscosity a me ka emi ʻana o ka hoʻokuʻu proppant. Hoʻomaikaʻi nā hoʻololi kemika—e like me ka sulfonation me ka sodium 3-chloro-2-hydroxypropylsulfonate—i ke kūpaʻa wela, e ʻae ana i nā wai e hoʻomau i ka viscosity ma luna o 200 mPa·s ma 180°C no ʻelua hola (shear 170 s⁻¹).
He mea nui nā mea hoʻohuihui i ke kūpaʻa o ka mahana:
- Hōʻike nā mea hoʻopili Organozirconium i ka paʻa ʻana o ka viscosity maikaʻi loa ma nā mahana kiʻekiʻe e hoʻohālikelike ʻia me nā ʻōnaehana borate.
- ʻOi aku ka maikaʻi o nā gels i hoʻopili ʻia me ka borate ma lalo o 100°C akā nalowale koke ka ikaika ma luna o kēia paepae, ʻoiai ma nā ʻano biopolymer haʻahaʻa.
ʻO nā mea hoʻohui hybrid a me nā derivatives guar i hoʻololi ʻia i nā kemika e hoʻokuke i nā palena no nā waihona hohonu loa, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka rheology wai fracturing a me ka kaohi viscosity ma kahi pae wela ākea.
Ke kū'ē ʻana i ka kānana
He mea nui ke kūpaʻa kānana no ka pale ʻana i ka nalowale o ka wai i nā ʻano permeability haʻahaʻa. ʻO nā wai gum Guar, ʻoiai nā mea i hoʻopili ʻia me nā nanoparticles e like me nano-ZrO₂ (zirconium dioxide), hōʻike i ka hoʻonui ʻia ʻana o ke one hoʻokuʻu a me ka hoʻemi ʻana i ka nalowale kānana. No ka laʻana, ʻo ka hoʻohui ʻana o 0.4% nano-ZrO₂ e hōʻemi nui i ka hoʻonohonoho ʻana o ka proppant, e mālama ana i nā ʻāpana i kau ʻia ma lalo o nā kūlana static, kiʻekiʻe-kaomi.
ʻOi aku ka maikaʻi o ka gum Guar ma mua o ka hapa nui o nā polymers synthetic i ke kūpaʻa ʻana i ka shear a me ka kānana, ʻoi aku hoʻi i nā wahi wela kiʻekiʻe a me ka paʻakai kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, ke mau nei ka pilikia o nā mea koena ma hope o ka haki ʻana o ka gel a pono e hoʻokele ʻia e hoʻonui i ka conductivity reservoir.
ʻO ka hoʻokomo ʻana o nā mea hoʻohui e like me nā mea hoʻopaʻa hydrate thermodynamic (THIs)—methanol a me PEG-200—hiki ke hoʻonui hou i ka hana antifiltration, ʻoi aku hoʻi i nā sediments hydrate-bearing. Hoʻomaʻamaʻa kēia mau hoʻomaikaʻi i ka hoʻōla kinoea maikaʻi a kōkua i ka hana pahu hui i hoʻonui ʻia no nā wai fracturing.
Nā hopena pale ʻana o ka lepo
Hoʻopale ka pale ʻana o ka lepo i ka pehu a me ka neʻe ʻana o nā lepo, e hōʻemi ana i ka pōʻino o ke ʻano i ka wā o ka haki ʻana o ka hydraulic. Hoʻokō nā wai gum Guar i ka paʻa ʻana o ka lepo ma o:
- Hoʻonui ʻia ka mānoanoa a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka proppant, e kaupalena ana i ka neʻe ʻana o ka proppant hiki ke hoʻopau i nā pālolo.
- Hoʻopili pololei i ka adsorption ma luna o nā ʻili shale, kahi e hiki ai ke kāohi i ka neʻe ʻana o nā ʻāpana lepo.
ʻO nā hua guar i hoʻololi ʻia—e like me ka maleic anhydride-grafted anionic guar—hoʻohaʻahaʻa i ka nui o ka wai-insoluble, e hoʻemi ana i ka pōʻino o ke ʻano a hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa o ka pālolo. ʻO nā ʻano fluorinated hydrophobic cationic guar gum a me nā polyacrylamide-guar copolymers e hoʻonui i ka adsorption, e hāʻawi ana i ka pale wela i hoʻomaikaʻi ʻia a me nā pilina paʻa o ka wai-pālolo.
I loko o nā waihona waiwai hydrate, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā THI e lawe ana i ka hui hydroxyl (e laʻa,metanola, PEG-200) kōkua i ka mālama ʻana i nā waiwai wai haki, e kōkua pololei ana i ke kūpaʻa o ka pālolo a hoʻonui i ka nui o ka hana.
Ma ka hoʻohui ʻana i nā hoʻololi kemika holomua a me nā mea hoʻohui i kuhikuhi ʻia, hāʻawi nā wai fracturing guar gum hou i ka viscosity i hoʻonui ʻia, ke kūpaʻa ʻana i ka kānana, a me ka kaohi ʻana i ka pālolo, e kākoʻo ana i ka halihali proppant kūpono a me ka hōʻino liʻiliʻi o ke ʻano.
Nā Kumu o ka Viscosity Gum Gum a me ka Dynamics Concentration
Pilina: ʻO ka Viscosity o ka Gum Gum vs. ka Concentration
Hōʻike ka mānoanoa o ka gum guar i kahi pilina pololei, pinepine linear i kona ʻano i loko o nā hopena wai. I ka piʻi ʻana o ka nui o ka gum guar, piʻi ka mānoanoa o ka hopena, e hoʻomaikaʻi ana i ka hiki o ka wai ke hoʻokuʻu a lawe i nā proppants i nā hana hydraulic fracturing. No ka laʻana, hiki ke hoʻopilikino ʻia nā wai me nā nui o ka gum guar mai 0.2% a 0.6% (w/w) e hoʻohālike i nā ʻano nectar a i ʻole ka meli, he mea kūpono ia no ka hoʻokuʻu ʻana o ka proppant i nā waihona permeability haʻahaʻa a kiʻekiʻe.
Hoʻohālikelike ka nui o ka gum guar kūpono i ka viscosity no ka hiki ke lawe i ka proppant a me ka pumpability. ʻO ka haʻahaʻa loa o ka nui e hoʻoweliweli i ka hoʻonohonoho wikiwiki ʻana o ka proppant a me ka emi ʻana o ka laulā haki; hiki i ka nui ke keakea i ke kahe a hoʻonui i nā kumukūʻai hana. No ka laʻana, ʻo ka hoʻouka ʻana o ka gum guar 0.5 wt% i loko o nā hydrogels e hoʻonui i nā waiwai shear-thickening ma kahi o 40%. Eia nō naʻe, ma 0.75 wt%, hōʻino ka pono o ka pūnaewele, e hoʻemi ana i ka hoʻokuʻu proppant a me ka pono o ka lawe ʻana.
Ka hopena o ka Shear Rate a me ka mahana ma ka Viscosity
Hōʻike nā hopena gum Guar i ke ʻano shear-thinning koʻikoʻi: emi ka viscosity i ka piʻi ʻana o ka shear rate. He mea nui kēia ʻano i ka hydraulic fracturing, e hiki ai ke hoʻomaʻamaʻa pono i ka wā o nā kūlana shear kiʻekiʻe a me ka lawe ʻana i ka proppant ikaika i nā kahe haʻahaʻa. No ka laʻana, i ka wā o ka injection wikiwiki, hāʻule ka viscosity o ka guar gum, e hoʻomaʻamaʻa ana i ka neʻe ʻana o ka wai ma o nā paipu a me nā haki. I ka lohi ʻana o ke kahe i loko o nā pūnaewele haki, hoʻihoʻi ka viscosity, e mālama ana i ka proppant suspension a hōʻemi i ka wikiwiki o ka noho ʻana.
Hoʻopilikia nui ka mahana i ka viscosity o ka wai haki. Ke piʻi ka mahana, ʻike nā polymers guar gum i ka hoʻohaʻahaʻa wela, e hoʻemi ana i ka viscosity a me ka elasticity. Hōʻike nā loiloi wela i ka sulfonated guar gum e kūʻē maikaʻi ana i ka nalowale o ka viscosity ma mua o nā ʻano i hoʻololi ʻole ʻia, e mālama ana i ka pono o ke ʻano a me ka hiki ke lawe i ka proppant i nā mahana a hiki i 90-100°C. Eia nō naʻe, i nā mahana waihona koʻikoʻi ma luna o kēia paepae, ʻo ka hapa nui o nā ʻano guar gum (me ka hydroxypropyl guar a i ʻole HPG) e hōʻike ana i ka emi ʻana o ka viscosity a me ke kūpaʻa, e koi ana i nā hoʻololi a i ʻole nā hoʻolālā hoʻohui.
ʻO ka paʻakai a me ka nui o ka ionic i loko o ke kumu wai (e laʻa, ka wai kai) e hoʻopili hou aku i ka shear-thinning a me ke kūpaʻa wela. ʻO ke kiʻekiʻe o ka salinity, ʻoi aku hoʻi me nā cations multivalent, hiki ke hoʻemi nui i ka pehu a me ka viscosity, e hoʻopilikia ana i ka pono o ka lawe ʻana o ka proppant.
Ka Mana o nā Hoʻololi ʻana o Guar Gum
ʻO ka hoʻololi kemika o ka gum guar e ʻae i ka hoʻoponopono maikaʻi ʻana o ka viscosity, solubility, a me ke kūpaʻa o ka mahana, e hoʻomaikaʻi ana i ka hana o ka wai fracturing. ʻO ka sulfonation—ka hoʻokomo ʻana i nā hui sulfonate i loko o ka gum guar—hoʻonui i ka solubility wai a loaʻa ka piʻi ʻana o 33% i ka viscosity, i hōʻoia ʻia e IR, DSC, TGA, a me ka loiloi elemental. Mālama ka gum guar sulfonated i ka viscosity a me ke kūpaʻa ʻoiai i nā wahi saline a alkaline paha, e ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka gum i hoʻololi ʻole ʻia i nā kūlana waihona paʻakikī.
Hoʻokiʻekiʻe pū ka Hydroxypropylation (HPG) i ka viscosity a hoʻomaikaʻi i ka solubility, ʻoi aku hoʻi i nā wai me ka ikaika ionic kiʻekiʻe. Hōʻike nā gels HPG i ka viscosity kiʻekiʻe a me ka elasticity ma waena o ka pH 7 a me 12.5, e hoʻololi ana i nā ʻano Newtonian ma ka pH >13 wale nō. I loko o ka wai kai, mālama ka HPG a me ka guar gum i ka viscosity maikaʻi aʻe ma mua o nā gums i hoʻololi ʻia e like me ka carboxymethyl guar (CMG), e hoʻonui ana i ko lākou kūpono no nā hana ma waho a me ka saline.
ʻO ka crosslinking, i hoʻokō pinepine ʻia me nā mea hana e like me ka waikawa boric, organoboron, a i ʻole organozirconium, he ʻano hana ʻē aʻe ia e hoʻoikaika ai i ka hoʻonohonoho pūnaewele o ka guar gum. Hoʻonui ka hoʻonui ʻana i ka nui o ka cross-linking i ka ikaika gel a me ka viscosity, he mea koʻikoʻi no ka hoʻokuʻu proppant ma ke ana wela kiʻekiʻe a me nā wikiwiki shear. ʻO ke koho ʻana i ka mea hana cross-linking kūpono a me ka noʻonoʻo e pili ana i ka mahana o ka waihona a me nā kūlana kahe. Hiki i nā hiʻohiʻona wānana ke hoʻoponopono i nā ukana thickener a me nā cross-linker no ka rheology wai fracturing i hana kūikawā ʻia a me ka kaohi viscosity.
Nā Pilikia a me nā Hoʻonā no ka Mana Viscosity Manawa Maoli ma nā Noi ʻOihana
Ke lanakila nei i nā pilikia o ke ana ʻana a me ka hoʻohuihui ʻana
Ke kū nei ka hana ʻoihana o nā hopena guar gum i nā pilikia mau loa i ke ana ʻana o ka viscosity manawa maoli. He mea maʻamau ka fouling sensor ma muli o ke ʻano o ka guar gum e hana i nā koena ma nā ʻili viscometer. Hoʻopilikia ka fouling i ka pololei a hoʻoulu i ka drift; no ka laʻana, hiki i ka polymer build-up ke uhi i nā loli viscosity maoli, e alakaʻi ana i nā heluhelu hilinaʻi ʻole. ʻO nā hoʻolālā hoʻēmi hou e pili ana i nā uhi composite, e like me nā kiʻiʻoniʻoni CNT-PEG-hydrogel, e pale aku i nā waihona organik a mālama i ka ʻike sensor ma lalo o nā kūlana viscous. ʻO nā mea hoʻolaha turbulence 3D-paʻi ʻia, i kau ʻia i loko o nā pahu hui, hana i ka turbulence kūloko ma nā ʻili sensor, e hōʻemi nui ana i ke kūkulu ʻana o nā koena a hoʻolōʻihi i ka pololei o ka hana. Hoʻonui hou nā sensor RFID-IC i hoʻohui ʻia i ka nānā ʻana, e hoʻemi ana i ka mālama ʻana i ka wā e hana ana i nā wai paʻakikī, ʻoiai pono kēia mau protocols anti-fouling ikaika no ka hilinaʻi lōʻihi.
ʻO nā kūlana o ka pahu wai loli, e like me nā helu ʻoki wai kūlike ʻole, nā mahana loli, a me ka hoʻolaha like ʻole o nā mea hoʻohui, e hoʻopilikia pū i ka kaohi viscosity. No ka laʻana, ʻo ka hoʻohuihui ʻana i nā pahu wai me ka ʻole o ke geometry i hoʻomaikaʻi ʻia hiki ke waiho i nā hui guar gum i hui ʻole ʻia, e hana ana i nā spike viscosity kūloko a me ka hydration piha ʻole. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻolālā pahu wai—ma o nā baffles a me nā mea hoʻohuihui kiʻekiʻe-shear—e hoʻolaha i ka hoʻolaha like ʻole a hōʻoia i ke ana pololei i ka manawa maoli. He mea nui ka calibration gauge; ʻo ka calibration maʻamau ma ka wahi me ka hoʻohana ʻana i nā kūlana traceable e kōkua i ka pale ʻana i ka sensor drift a me ka nalowale o ka hana ma luna o nā pōʻaiapuni hana lōʻihi.
Nā Hoʻolālā no ka Viscosity Kūlike i nā ʻōnaehana Nui
ʻO ka hoʻokō ʻana i ka viscosity kūlike o nā hopena guar gum ma waena o nā kaʻina hana kāwili nui e koi ana i nā ʻōnaehana hoʻokele i hoʻohui ʻia a hoʻokō i nā hoʻoponopono. ʻO nā viscometers in-line i hui pū ʻia me ka automation kaʻina hana PLC-based (programmable logic controller) e ʻae i ka hoʻoponopono loop pani o ka wikiwiki o ka hui ʻana, ka dosing additive, a me ka mahana. Hiki i nā ʻōnaehana IIoT (Industrial Internet of Things) ke hopu mau i ka ʻikepili, ka nānā ʻana i ka manawa maoli, a me ka hana wānana—ua wānana nā hiʻohiʻona aʻo mīkini i nā ʻokoʻa a hoʻokō i nā hoʻoponopono ma mua o ka hala ʻana o ka viscosity ma waho o nā kikoʻī.
Hoʻemi nui nā ʻōnaehana hana aunoa i ka loli o ka batch. Hōʻike nā haʻawina hihia hou i ka emi ʻana o nā loli o ka viscosity a hiki i ka 97% a me ka emi ʻana o ka ʻōpala mea ma ka 3.5% ke kau ʻia ka mana manawa maoli. ʻO ka hoʻopili ʻakomi ʻana o nā mea crosslinking—me ka waikawa boric, organoboron, a me ka organozirconium—me ka kaohi mahana pololei, hāʻawi i ka hana rheological hiki ke hana hou ʻia no nā wai e lawe ana i ka proppant. Hōʻike nā loiloi i ka hui ʻana o ka guar gum food-grade i nā hiʻohiʻona IIoT-driven e ʻoi aku ma mua o nā ʻano hana manual, e hopena ana i ka hoʻokuʻu proppant pololei a me ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho ʻana i hoʻemi ʻia, pono no ka pono o ka hydraulic fracturing.
ʻO nā hoʻolālā e hōʻemi hou aku i ka loli o ka batch-to-batch e komo pū me ke koho akahele a me ka hoʻoponopono ʻana o nā mea hoʻohui crosslinking a me ka hoʻopaʻa ʻana. ʻO ka hoʻohui ʻana o nā mea hoʻopaʻa hydrate thermodynamic (THIs) e like me ka methanol a i ʻole PEG-200 e hoʻonui i ka paʻa ʻana o ka viscosity a me ka pono o ka gel, ʻoi aku hoʻi ma lalo o nā kūlana waihona mahana kiʻekiʻe loa. Eia nō naʻe, pono e hoʻomaikaʻi ʻia kā lākou mau ʻano—ʻo ka dosing nui e hoʻonui i ka shear thinning a hoʻohaʻahaʻa i ka hiki ke lawe proppant, e koi ana i ke kaulike akahele me nā mea hoʻomānoanoa mua.
Hoʻoponopono pilikia: Ke hoʻoponopono nei i nā waiwai wai ma waho o ke kikoʻī
Ke hāʻule ka mānoanoa o ka wai fracturing ma waho o nā palena hana, he mea nui kekahi mau hana hoʻoponopono pilikia. ʻO ka hydration piha ʻole a me ka hoʻopuehu maikaʻi ʻole o ka guar gum e alakaʻi pinepine ai i ka hoʻokumu ʻana o ka puʻupuʻu, e hopena ana i nā heluhelu viscosity erratic a me ka emi ʻana o ka hoʻokuʻu proppant. ʻO ka hoʻohuihui mua ʻana i ka guar gum me nā mea crosslinking a i ʻole ka hoʻopuehu ʻana i nā pauka i loko o nā mea lawe wai ʻole e like me ka glycol hiki ke pale i ka agglomeration a paipai i ka hoʻomākaukau ʻana o ka hopena like. Makemake ʻia nā ʻano hana hoʻohui wikiwiki a me ke kahua e pale aku i nā piʻi koke o ka viscosity; hōʻoia kēia kaʻina hana i ka hoʻohuihui maikaʻi a hoʻēmi i ka hoʻokumu ʻana o ka sediment i loko o nā pahu hui wai fracturing hydraulic.
Hilinaʻi ka hōʻoia maikaʻi i ka nānā ʻana i nā pilina ma waena o nā mea hoʻohui a me ka nānā ʻana i ka hoʻohaʻahaʻa thermal a i ʻole ka shear-induced. Hōʻike nā ʻenehana microscopic a me spectroscopic (SEM, FTIR) i ka hoʻokumu ʻana o ke koena a me ka haki ʻana o ka gel, kahi e hōʻike ai i nā pilikia formulation. Pono paha nā hoʻoponopono e hoʻololi i nā mea crosslinking—ʻo nā ʻōnaehana organozirconium, no ka laʻana, e mālama mau ana ma mua o 89% o ka viscosity mua ma lalo o nā kūlana koʻikoʻi (>120°C, shear kiʻekiʻe), kūpono no nā wai waihona ultra-deep. Ke hoʻohana nei i nā mea hoʻopaʻa e like me ka methanol a me PEG-200, pono e hoʻonohonoho pono ʻia nā ʻano; paʻa nā pae haʻahaʻa, akā hiki i ka nui ke hoʻemi i ka viscosity a hoʻopilikia i ka hiki ke lawe i ka proppant.
ʻO nā waiwai wai mau ma waho o ka spec e pono ai ka manaʻo manawa maoli mai nā mea ʻike in-line a me ka kaohi hana i hoʻokele ʻia e ka ʻikepili. ʻO nā hana hoʻoponopono a me ka hoʻomaʻemaʻe, me ka mālama wānana, e hoʻoponopono i nā ʻokoʻa e hoʻomau nei a hoʻonui i ka hilinaʻi o nā ana viscosity, e hoʻomaikaʻi pololei ana i ka hoʻolālā pahu hui, ka rheology wai fracturing, a me ka hoʻokuʻu proppant lōʻihi i nā noi fracturing hydraulic.
ka hoʻokuʻu ʻana o ke one kiʻekiʻe a me ka hiki ke hoʻopili ʻia o ka gum guar
*
Nā Viscometers Automated In-line
I nā hana hoʻoheheʻe hydraulic,nā viscometers i loko o ka lainaHoʻokomo pololei ʻia i loko o nā paipu pahu hui ʻana e hāʻawi i ka ʻikepili viscosity mau. ʻO nā ʻano hana hou loa—me nā viscometers e pili ana i ka aʻo ʻana i ka mīkini a me nā viscometers ʻike kamepiula—e kuhi i ka viscosity zero-shear mai ke kiʻi wai a i ʻole ka pane dynamic, e uhi ana i nā pae mai ka dilute a hiki i nā slurries viscous loa. Hiki ke hoʻohui ʻia kēia mau ʻōnaehana i loko o ka mana hana automated, e hōʻemi ana i ke komo lima ʻana.
Laʻana:
- Hoʻokele nā viscometers e pili ana i ka ʻike kamepiula i ka helu ʻana o ka viscosity ma o ka nānā ʻana i ke ʻano o ke kahe i loko o kahi vial i hoʻohuli ʻia a i ʻole kahi mea kahe, e hāʻawi koke ana i nā hopena no ka automation ma hope a i ʻole nā loop feedback.
Ka Nānā ʻana i ka Hoʻohuihui Guar Gum manawa maoli
ʻO ka mālama ʻana i ka nui o ka guar gum i ka wā o ke kāwili ʻana e hōʻemi i ka loli o ka batch a kākoʻo i ka hana hilinaʻi o ka wai fracturing. ʻO nā ʻenehana no ka nānā ʻana i ka nui o ka manawa maoli:
ʻenehana SLIM (Ross Solids/Liquid Injection Manifold):Hoʻokomo ʻo SLIM i ka pauka gum guar ma lalo o ka ʻili wai, e hoʻohui koke ana me ka wai ma o ka hui ʻana o ka shear kiʻekiʻe. Hoʻemi kēia hoʻolālā i ka agglomeration a me ka nalowale o ka viscosity ma muli o ka hui nui ʻana, e hiki ai ke kaohi pololei i ka noʻonoʻo ʻana i kēlā me kēia pae.
Non-Nuʻeleʻelear Slʻūy Dnā meakēiaMʻeter:ʻO nā mika density inline i hoʻokomo ʻia i loko o nā pahu hui e nānā i nā waiwai uila a me nā loli o ka density i ka wā e hoʻohui ʻia ai a hoʻopuehu ʻia ai ka guar gum, e ʻae ana i ka hoʻomau ʻana o ka nānā ʻana i ka noʻonoʻo a me ka hana hoʻoponopono koke.
ʻO ke kiʻi Ultrasonic i hui pū ʻia me Rheometry ("Rheo-ultrasound"):Hoʻopaʻa kēia ʻenehana holomua i nā kiʻi ultrasonic wikiwiki loa (a hiki i 10,000 mau kiʻi/kekona) me ka ʻikepili viscosity rheometric. Hiki iā ia ke nānā like i nā ʻano kūloko, nā helu shear, a me nā instabilities, he mea nui no ka ʻike ʻana i ka hui like ʻole a me nā loli viscous wikiwiki i nā hopena guar gum.
Nā Laʻana:
- Hoʻomaopopo nā mea ʻike resistivity uila i nā mea hoʻohana inā loaʻa ka hoʻohui ʻana o ka pauka i nā ʻokoʻa kukū, e hiki ai ke hoʻoponopono koke.
- Hōʻike nā ʻōnaehana Rheo-ultrasound i nā hanana hui ʻana, e hōʻike ana i ka hoʻohuihui kūloko a i ʻole ka hoʻopuehu piha ʻole e hiki ai ke hōʻemi i ka maikaʻi o ka wai fracturing.
Nā Mea Hana Nānā Kūpono a me nā Hana Maʻamau
Nā ʻano hana e like meNā mika viscometer ʻoihana inline Lonnmeterhāʻawi i nā ala kūpono a hilinaʻi hoʻi no ke ana ʻana i ka mānoanoa ma nā wahi hana. He kūpono kēia mau mea hana no nā nānā maʻamau i ka wā e kāwili ana, inā e noho ana ke kaʻina hana i loko o nā palena i kuhikuhi ʻia.
Nā Protocols Hōʻoia Kūlana a me ka Hoʻohui ʻana
Pono e hōʻoia ʻia nā ʻōnaehana ana o ka mānoanoa a me ka noʻonoʻo no ka hilinaʻi a me ka pololei:
- Nā Kaʻina Hana Hoʻoponopono:ʻO ka hoʻoponopono maʻamau e kūʻē i nā kūlana i ʻike ʻia e hōʻoiaʻiʻo ana i ka pololei a me ke kūlike o ka sensor.
- Hōʻoia Mīkini Aʻo:Hoʻomaʻamaʻa ʻia nā viscometers e pili ana i ka ʻike kamepiula a me ka hoʻohālikelike ʻana i ka pūnaewele neural e hōʻoia i ka hana ma nā ʻano like ʻole o ka guar gum a me nā viscosities wai.
- Hoʻohui QA manawa maoli:ʻO ka hoʻohui ʻana me nā ʻōnaehana kaʻina hana e ʻae i ke au, ka ʻike ʻana i nā hewa, a me ka pane wikiwiki ʻana i nā ʻokoʻa, e kākoʻo ana i ka maikaʻi o ka huahana a me ka mālama ʻana i nā lula.
I ka hōʻuluʻulu manaʻo, ʻo ka hiki ke nānā mau i ka mānoanoa o ka gum guar a me ka noʻonoʻo ʻana e pili ana i ke koho ʻana a me ka hoʻohui ʻana o nā ʻenehana kūpono. ʻO nā viscometers rotational, nā sensor in-line holomua, ka ʻenehana hoʻohuihui SLIM, a me ka rheo-ultrasound e hāʻawi i ke kuamoʻo sensory, ʻoiai nā mea hana pono a me nā protocols QA ikaika e hōʻoia i ka hana hilinaʻi ma o nā kaʻina hana hoʻohuihui ʻoihana.
Nā ʻenehana ana no ka nānā mau ʻana i nā pahu hoʻohuihui
Nā Kumumanaʻo o ke Ana ʻana o ka Viscosity
He mea nui ka loiloi mau ʻana o ka mānoanoa i loko o nā pahu hui no ka kaohi ʻana i ka rheology o nā wai fracturing i hoʻokumu ʻia i ka gum guar. Hoʻokomo nui ʻia nā viscometers in-line i nā ʻōnaehana ʻoihana e hāʻawi i ka ʻikepili manawa maoli ma ka mānoanoa o ka gum guar. Hana pololei kēia mau mea ʻike i loko o ke ala kahe, e hoʻopau ana i ka pono no ka laʻana lima a pēlā e hōʻemi ai i nā lohi i ka pane.
Vipale umaumaʻO Tionalnā mika viscometerhoʻomalu i ke ana ʻana o ka wai ʻaʻole Newtonian ma muli o ko lākou hiki ke hopu i nā pane wai ikaika. Hoʻopilikino ʻia nā mea hana e like me ka viscometer kaʻina hana inline no ke kau ʻana i loko o ka laina a hāʻawi i nā heluhelu mau i kūpono no nā ʻano like ʻole a me nā viscosities, e like me ka mea i loaʻa i ka hoʻomākaukau ʻana o ka wai hydraulic fracturing. ʻOi aku ka maikaʻi o kēia ʻano hana me nā hopena guar gum ma muli o kā lākou ʻano shear-thinning a me ka laulā ākea o ka viscosity, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka loaʻa ʻana o ka ʻikepili ikaika a me ka hilinaʻi o ke kaʻina hana.
Ka Loiloi Hoʻomau no ka Noʻonoʻo ʻana
ʻO ka hoʻokō ʻana i ka hana wai fracturing kūpono e pono ai ka kaohi pololei ʻana i ka nui o ka guar gum. Hoʻokō ʻia kēia me ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana ana hoʻomau e like me kaACOMP (Nānā Pūnaewele Hoʻomau ʻAkomi o ka Polymerization)ʻenehana. Hoʻohana ʻo ACOMP i ka hui pū ʻana o nā pamu upstream, nā mea kāwili, a me nā mea ʻike optical downstream e hāʻawi i nā ʻikepili concentration manawa maoli a me nā heluhelu viscosity intrinsic i ka wā e hoʻomākaukau ʻia ai nā hopena polymer i loko o nā pahu kāwili nui.
ʻO ka laʻana kūpono i nā wahi hoʻohuihui ikaika e pili ana i ke kumu hoʻohālike ʻōnaehana ʻekolu-kauoha e wehewehe i nā loli o ka noʻonoʻo manawa maoli. Hōʻoia ka loiloi pane alapine (frequency response analysis) i ka pilina pololei ma waena o nā kumu hoʻohālike kumumanaʻo a me ka ʻikepili hoʻokolohua, e hāʻawi ana i nā ʻike hana no ka hoʻomākaukau ʻana i ka hopena guar gum kūlike. He kūpono loa kēia mau ʻenehana no ka hōʻoia wikiwiki ʻana i ka noʻonoʻo, ka hoʻololi ʻana i ka dosage, a me ka hoʻēmi ʻana i ka loli o ka batch-to-batch.
Hoʻohui ʻia me nā ʻōnaehana dosing automatedhoʻomaikaʻi hou i ka hoʻokele noʻonoʻo. Lonnmeteranakahi nui ultrasonici hoʻokomo pololei ʻia i loko o ka pahu a i ʻole ka pipeline, hāʻawi i ka manaʻo hoʻomau; hoʻoponopono nā pamu automated i nā helu dosing e like me ka ʻikepili sensor ola, e hōʻoiaʻiʻo ana e kūlike ka viscosity guar gum vs concentration me ka rheology fluid fracturing target. Hoʻemi kēia synergy i ke komo ʻana o ke kanaka a ʻae i ka hana hoʻoponopono koke no nā batches off-spec.
Nā hopena o nā mea hoʻohui a me nā hoʻololi hana ma ka Guar Gum Viscosity
Hoʻololi Sulfonation
Hoʻokomo ka Sulfonation i nā hui sulfonate i ka guar gum, e hoʻomaikaʻi nui ana i ka viscosity a me ka solubility o nā hopena guar gum i hoʻohana ʻia i ka hydraulic fracturing. Pono nā kūlana hopena kūpono i ka kaohi pololei o ka mahana, ka manawa, a me nā ʻano reagent. No ka laʻana, me ka hoʻohana ʻana i ka sodium 3-chloro-2-hydroxypropylsulfonate ma 26°C, me 2 hola ka manawa hopena, 1.0%NaOH, a me 0.5% sulfonate e ka nui o ka guar gum, e alakaʻi ana i ka piʻi ʻana o 33% i ka viscosity a me ka hōʻemi ʻana o ka ʻike wai-insoluble e 0.42%. Hoʻonui kēia mau hoʻololi i ka hiki ke lawe i ka proppant i nā wai fracturing a kākoʻo i ka paʻa wela a me ka kānana.
ʻO nā ʻano sulfonation ʻē aʻe—e like me ka sulfation me ka sulfur trioxide–1,4-dioxane complex ma 60°C no 2.9 hola, me ka hoʻohana ʻana i ka 3.1 mL chlorosulfonic acid—hōʻike pū i ka viscosity i hoʻonui ʻia a me ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i nā hapa insoluble. Hoʻemi kēia mau hoʻomaikaʻi i ke koena i loko o nā pahu hui wai fracturing hydraulic, e hoʻohaʻahaʻa ana i ka pilikia o ka clogging a me ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka flowback maikaʻi. Hōʻoia ka FTIR, DSC, a me nā loiloi elemental i kēia mau hoʻololi hoʻonohonoho, me ka pani nui ma ke kūlana C-6. ʻO ke kekelē o ka pani a me ka emi ʻana o ke kaumaha molekala e hopena i ka solubility maikaʻi, ka hana antioxidant, a me ka hoʻonui ʻana i ka viscosity maikaʻi—nā palena koʻikoʻi no ka rheology wai fracturing maikaʻi a me ka kaohi viscosity.
Nā ʻAla Hoʻohuihui a me ka Pono o ka Hoʻohuihui ʻana
Loaʻa ka pōmaikaʻi nui o ka ʻāpala Guar i loko o nā wai haki mai ka hoʻohui ʻia ʻana o nā mea hoʻohuihui. ʻO nā mea hoʻohuihui Organozirconium a me borate-based nā mea i ʻike nui ʻia:
Nā mea hoʻopili Organozirconium:Makemake nui ʻia no nā waihona wela kiʻekiʻe, hoʻonui nā mea hana organozirconium i ke kūpaʻa wela o nā gels guar. Ma 120°C a me 170 s⁻¹ shear, mālama ka gum hydroxypropyl guar i hoʻopili ʻia me ka organozirconium ma mua o 89.7% o kona viscosity mua. Hōʻike ke kiʻi SEM i nā ʻano pūnaewele ʻekolu-dimensional paʻa me nā nui pore ma lalo o 12 μm, e kākoʻo ana i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hoʻokuʻu proppant a me ka hoʻemi ʻana i ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho proppant i ka hydraulic fracturing.
Nā mea hoʻopili Borate:Hōʻike nā mea hoʻopili boric acid a me nā organoboron kuʻuna i ka pono ma nā mahana kūpono. Hiki ke hoʻonui ʻia ka hana me ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻohui e like me ka polyethyleneimine (PEI) a i ʻole nanocellulose. No ka laʻana, mālama nā mea hoʻopili nanocellulose-boron i ke koena o ka viscosity ma luna o 50 mPa·s ma 110°C no 60 mau minuke ma lalo o ke kiʻekiʻe o ka shear, e hōʻike ana i ka mahana paʻa a me ke kūpaʻa paʻakai. Kōkua ka hoʻopaʻa hydrogen mai nanocellulose i ka hoʻomau ʻana i nā waiwai viscoelastic e pono ai no ka hiki ke lawe proppant i nā wai fracturing.
ʻO ke keʻa ʻana i loko o nā hopena guar gum e alakaʻi i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka lahilahi a me ka elasticity o ka shear, ʻo ia hoʻi nā mea nui no ka pumping a me ka proppant suspension. Hōʻike nā hydrogels i keʻa ʻia e ka kemika i ka hoʻōla thixotropic ikaika, ʻo ia hoʻi ua hoʻihoʻi ʻia ka viscosity a me ke ʻano ma hope o ke kiʻekiʻe o ka shear—he mea nui i ka wā o ke kau ʻana o ka wai a me ka hoʻomaʻemaʻe ʻana i nā hana hydraulic fracturing.
Ka Hopena Hoʻohālikelike o nā ʻōnaehana wai Non-Pymeric vs Polymeric
Hōʻike nā ʻōnaehana wai Polymeric a me nā ʻōnaehana wai non-polymeric i nā ʻano rheological like ʻole, e hoʻopilikia nui ana i ka pono o ka lawe ʻana o ka proppant:
Nā ʻōnaehana Polymeric:ʻO kēia mau mea e komo pū ana me nā polymers kūlohelohe (guar gum, hydroxypropyl guar) a me nā polymers synthetic. Hiki ke hoʻololi ʻia nā wai Polymeric no ka viscosity, yield point, a me ka elasticity. Loaʻa i nā copolymers amphoteric holomua (e laʻa, ATP-I) ka paʻa ʻana o ka viscosity a me ke kūpaʻa rheological i nā wahi mahana kiʻekiʻe a me ka salinity kiʻekiʻe i hoʻohālikelike ʻia me nā ʻano cellulose polyanionic kahiko. ʻO ka hoʻonui ʻia o ka viscosity a me ka elasticity e hoʻonui i ka proppant suspension, e hoʻohaʻahaʻa ana i ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho ʻana, a hoʻomaikaʻi i ka hoʻolālā pahu hui no nā wai fracturing. Eia nō naʻe, hiki i ka viscosity kiʻekiʻe ke pale i ka lawe ʻana o ka proppant i nā ʻano permeability haʻahaʻa ke ʻole e kaulike pono ʻia.
Nā ʻōnaehana ʻaʻole Polymeric (Surfactant-Based):Hilinaʻi kēia mau mea i nā surfactants viscoelastic ma mua o nā pūnaewele polymer. Hāʻawi nā wai i hoʻokumu ʻia i ka surfactant i nā koena haʻahaʻa, ka wikiwiki o ke kahe ʻana, a me ka lawe pono ʻana i ka proppant, ʻoiai ma nā waihona wai maʻamau ʻole kahi i hoʻoikaika nui ʻia ai ka hoʻomaʻemaʻe ʻole ʻana o nā koena. ʻOiai hāʻawi kēia mau ʻōnaehana i ka viscosity tunable liʻiliʻi ma mua o nā polymers, hana maikaʻi lākou e pili ana i ka hoʻokuʻu proppant a hoʻemi i ka pilikia clogging i loko o nā pahu hui wai fracturing hydraulic.
ʻO ke koho ʻana ma waena o nā wai polymeric a me nā non-polymeric fracturing e pili ana i ke kaulike i makemake ʻia ma waena o ka viscosity, ka pono o ka hoʻomaʻemaʻe ʻana, ka hopena o ke kaiapuni, a me nā koi lawe proppant. Ke kū mai nei nā ʻōnaehana hybrid e hoʻohui ana i nā polymers a me nā viscoelastic surfactants e hoʻohana i ka viscosity kiʻekiʻe a me ka hoʻōla wikiwiki ʻana o ka wai. ʻO ka hoʻāʻo Rheological—me ka hoʻohana ʻana i nā deformations oscillatory linear a me nā flow sweeps—hāʻawi i ka ʻike i ka hana thixotropic a me pseudoplastic, e kōkua ana i ka hoʻonui ʻana i ka formulation no nā kūlana luawai kikoʻī.
Nā Hoʻolālā Hoʻonui no ka Fracturing Fluid Viscosity a me ka Proppant-Carrying Capacity
ʻAno Rheological a me ka Proppant Transport
He mea koʻikoʻi ka hoʻonui ʻana i ka viscosity o ka guar gum no ka kaohi ʻana i ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho ʻana o ka proppant i ka hydraulic fracturing. ʻO ka viscosity wai kiʻekiʻe e hōʻemi i ka wikiwiki o ka piholo ʻana o nā ʻāpana proppant, e hoʻonui ana i ka hiki ke lawe pono i loko o ka pūnaewele haki. Hoʻonui ka crosslinking i ka viscosity ma ka hana ʻana i nā ʻano gel paʻa; no ka laʻana, hoʻokumu nā wai organozirconium-crosslinked hydroxypropyl guar i nā pūnaewele paʻa me nā nui pore ma lalo o 12 μm, kahi e hoʻomaikaʻi nui ai i ka hoʻokuʻu ʻana a hōʻemi i ka wikiwiki o ka hoʻonohonoho ʻana i hoʻohālikelike ʻia me nā ʻōnaehana organoboron.
Hoʻopilikia pololei ka hoʻonohonoho ʻana i ka nui o ka gum guar i ka viscosity o nā hopena gum guar. Ke piʻi aʻe ka nui o ka polymer, pēlā nō hoʻi ka nui o ka crosslinking a me ka ikaika o ka gel, kahi e hōʻemi ai i ka sedimentation proppant a hoʻonui i ke kau ʻana. Laʻana: ʻo ka hoʻonui ʻana i ka nui o ka crosslinker i loko o nā wai HPG e hoʻonui ai i ka paʻa ʻana o ka viscosity ma luna o 89% i ka wā o ke kiʻekiʻe o ka mahana (120°C) shear, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka hiki ke lawe i ka proppant ʻoiai i nā kūlana waihona paʻakikī.
Nā Kaʻina Hoʻoponopono Hoʻohālikelike
ʻO nā hoʻolālā i hoʻokele ʻia e ka ʻikepili i kēia manawa e hiki ai i ka mana manawa maoli o ka viscosity a me ka noʻonoʻo ʻana o ka wai fracturing. ʻO nā hiʻohiʻona aʻo mīkini—ka ululāʻau random a me ka lāʻau hoʻoholo—e wānana koke i nā ʻano rheological e like me ka heluhelu viscometer, e pani ana i nā hoʻokolohua lab lohi a manawa. I ka hana maoli, nā pahu hui wai fracturing hydraulic i lako me nā mīkini kūpono a me nā mea ʻike piezoelectric e ana i ka viscosity o nā hopena guar gum i ka wā e loli ai nā waiwai wai, me ka hoʻoponopono hewa ma o ka empirical mode decomposition.
Nānā nā mea hana i ka mānoanoa a me ka hoʻohuihui ma kahi, a laila hoʻoponopono i ka nui o ka guar gum, nā crosslinkers, a i ʻole nā mānoanoa hou aʻe e pili ana i ka manaʻo o ka sensor ola. ʻO kēia hoʻoponopono ma ka lele e hōʻoia i ka mālama ʻana o ka wai fracturing i ka mānoanoa wai fracturing kūpono no ka hoʻokuʻu proppant me ka ʻole o ka downtime. No ka laʻana, ʻo nā ana viscosity paipu pololei i hānai ʻia i loko o nā ʻōnaehana kaohi e ʻae i ka hoʻonohonoho wai dynamic, e mālama ana i ka hoʻokuʻu proppant kūpono i ka neʻe ʻana o nā palena waihona a i ʻole ka hana.
Nā hopena Synergistic me ka Clay a me nā mea hoʻohui paʻa mahana
He mea nui nā mea hoʻopaʻa lepo a me nā mea hoʻohui kūpaʻa wela i ka mālama ʻana i ka viscosity guar gum i nā wahi shale ʻino a me nā wahi wela kiʻekiʻe. ʻO nā mea hoʻopaʻa lepo—e like me nā sulfonated guar derivatives—e pale aku i ka pehu ʻana o ka lepo a me ka neʻe ʻana; pale kēia i ka viscosity o nā hopena guar gum mai ka nalowale koke ʻana ma ka hoʻopaʻa ʻana i nā pilina me nā ʻano ionic i loko o ke ʻano. ʻO kahi mea hoʻopaʻa maʻamau, sodium 3-chloro-2-hydroxypropylsulfonate–modified guar gum, e hāʻawi i nā viscosities kūloko kūpono no ka haki ʻana a kūʻē i ka ʻike wai-insoluble, e mālama ana i ka ʻano gel a me ka hoʻokuʻu proppant maikaʻi ʻoiai i nā ʻano waiwai lepo.
Nā mea hoʻopaʻa wela, me nā viscosifiers supramolecular holomua a me nā mea hoʻopaʻa hydrate thermodynamic (e laʻa,metanola, PEG-200), palekana mai ka haki ʻana o ka viscosity ma luna o 160°C. I loko o nā ʻōnaehana wai brine-based a me nā ʻōnaehana wai wela kiʻekiʻe loa, hiki i kēia mau mea hoʻohui ke mālama i ka viscosity ma luna o 200 mPa·s ma lalo o ka shear 180°C, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o nā viscosifiers guar gum kuʻuna.
ʻO nā hiʻohiʻona penei:
- ʻO ka gum guar sulfonatedno ke kūpaʻa ʻana o ka lepo a me ka mahana.
- Nā mea hoʻohuihui Organozirconiumno ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe loa.
- PEG-200ma ke ʻano he THI e hoʻoikaika i ka hana wai a hōʻemi i ke koena.
ʻO kēlā mau protocols a me nā pūʻolo hoʻohui e ʻae i nā mea hana e hoʻomaikaʻi i nā hoʻolālā pahu hui no nā wai fracturing a hoʻopilikino i nā ʻano hana ana o ka viscosity guar gum no ka viscosity mau a meana ʻana o ka noʻonoʻoʻO ka hopena, he mana hāpai proppant kiʻekiʻe a me ka laha mau o ka haki, ʻoiai ma nā wahi hohonu loa.
Hoʻopili i ka Guar Gum Viscosity i ka Proppant Settling Velocity a me ka Fracturing Efficiency
Nā ʻIke Mekanika i ka Hoʻokuʻu Proppant
He kuleana pololei ko ka mānoanoa o ka gum Guar i ka hoʻomalu ʻana i ka wikiwiki o ka hoʻonoho ʻana o ka proppant i ka wā o ka haki hydraulic. I ka piʻi ʻana o ka mānoanoa o nā hopena gum guar, piʻi ka ikaika huki e hana ana ma nā ʻāpana proppant, e hōʻemi nui ana i ko lākou helu hoʻonoho i lalo. I ka hana maoli, ʻo nā wai me ka nui o ka gum guar a me nā waiwai viscous i hoʻonui ʻia—me nā mea i hoʻololi ʻia me nā mea hoʻohui polymer a me nā fibers—e hāʻawi i ka hiki ke lawe i ka proppant i hoʻomaikaʻi ʻia, e ʻae ana i nā ʻāpana i hoʻokuʻu ʻia e noho like ma ka pūnaewele haki ma mua o ka hōʻuluʻulu ʻana ma lalo.
Ua hōʻike ʻia nā haʻawina hoʻokolohua, i ka hoʻohālikelike ʻia me nā wai Newtonian, hōʻike nā hopena guar gel shear-thinning i nā wikiwiki hoʻonohonoho proppant haʻahaʻa, ma muli o ka hoʻonui ʻia o ka viscosity a me nā hopena elastic. No ka laʻana, hiki i ka pāpālua ʻana o ka nui o ka gum guar ke hoʻemi i ka hapalua o ka wikiwiki hoʻonohonoho, e hōʻoia ana e noho lōʻihi ka proppant. ʻO ka hoʻohui ʻana o nā fibers e pale hou aku i ka sedimentation ma ka hana ʻana i kahi pūnaewele mesh-like, e paipai ana i ke kau ʻana o ka proppant like. Ua hoʻomohala ʻia nā hiʻohiʻona empirical a me nā coefficients e wānana i kēia mau hopena ma lalo o nā ʻano haki a me nā kūlana wai like ʻole, e hōʻoia ana i ka synergy ma waena o ka rheology wai a me ka hoʻokuʻu proppant.
I loko o nā haki kahi e kūlike ai ka laulā me ke anawaena o ka proppant, hoʻopaneʻe hou aku nā hopena hoʻopaʻa i ka hoʻonohonoho ʻana, e hoʻonui ana i nā pono o nā hopena guar viscosity kiʻekiʻe. Eia nō naʻe, hiki i ka viscosity nui ke kaupalena i ka neʻe ʻana o ka wai, e hōʻemi ana paha i ka hohonu o ka lawe ʻana o ka proppant a hoʻonui i ka pilikia o ke kūkulu ʻia ʻana o nā koena e hoʻoweliweli i ka conductivity fracture.
Hoʻonui i ka laulā a me ka lōʻihi o ka haki
ʻO ka hoʻopilikino ʻana i ka viscosity o nā hopena guar gum e hoʻopuka i kahi hopena nui i ka laha ʻana o ka haki i ka wā o ka hydraulic fracturing. ʻO nā wai viscosity kiʻekiʻe e hoʻoulu i nā haki ākea ma muli o ko lākou hiki ke pale aku i nā kaomi pani a hoʻolaha i nā māwae ma o ka pōhaku. Hōʻoia nā simulations computational fluid dynamics (CFD) a me ka nānā ʻana i ka hoʻokuʻu ʻana o ka acoustic e alakaʻi ana ka viscosity kiʻekiʻe i nā geometries haki paʻakikī a me ka laulā i hoʻonui ʻia.
Eia nō naʻe, pono e mālama pono ʻia ke kālepa ma waena o ka viscosity a me ka lōʻihi o ka haki. ʻOiai ʻo nā haki ākea e hoʻomaʻamaʻa i ke kau ʻana o ka proppant a me ka conductivity kūpono, hiki i nā wai viscous nui ke hoʻopau koke i ke kaomi, e pale ana i ka ulu ʻana o nā haki lōʻihi. Hōʻike nā hoʻohālikelike empirical e hiki ai i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka viscosity i loko o nā palena i kāohi ʻia ke komo hohonu, e loaʻa ai nā haki lōʻihi e hoʻomaikaʻi ai i ke komo ʻana o ka waihona. No laila, pono e hoʻomaikaʻi ʻia ka viscosity—ʻaʻole i hoʻonui ʻia—ma muli o ke ʻano pōhaku, ka nui o ka proppant, a me ka hoʻolālā hana.
ʻO ka rheology wai haki, me nā waiwai shear-thinning a me nā viscoelastic mai nā hoʻololi ʻana o ka gum guar, ke hoʻohālikelike nei i ka hoʻokumu mua ʻana o ka māwae a me nā ʻano ulu ma hope. Hōʻoia nā hoʻokolohua kahua ma nā waihona carbonate e hiki i ka hoʻoponopono ʻana i ka nui o ka gum guar, ka hoʻohui ʻana i nā mea hoʻopaʻa wela, a i ʻole ka hoʻolauna ʻana i nā koho ʻē aʻe e pili ana i ka surfactant ke hoʻomaikaʻi i ka hoʻolaha ʻana o ka haki, e hoʻonui ana i ka laulā a me ka lōʻihi ma muli o ka pahuhopu hoʻoulu.
Hoʻohui ʻia me nā palena hana o Downhole
Pono e mālama ʻia ka mānoanoa o ka gum guar i ka manawa maoli e like me ka loli ʻana o ka mahana a me ke kaomi o lalo i ka wā o ka hydraulic fracturing. Hiki i nā mahana kiʻekiʻe ma ka hohonu ke hoʻemi i ka mānoanoa o nā wai gum guar, e hōʻemi ana i ko lākou hiki ke hoʻokuʻu proppant. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā crosslinkers, nā mea hoʻopaʻa wela, a me nā mea hoʻohui holomua—e like me nā mea hoʻopaʻa hydrate thermodynamic—kōkua i ka mālama ʻana i ka mānoanoa kūpono, ʻoiai hoʻi i nā waihona wela kiʻekiʻe.
ʻO nā holomua hou i nā ʻano hana ana o ka viscosity, me ka viscometry paipu a me ke kumu hoʻohālike regression, e ʻae i nā mea hoʻohana e nānā a hoʻoponopono i ka viscosity wai fracturing me ka dynamically. No ka laʻana, hoʻohui nā pahu hoʻohuihui wai fracturing hydraulic i nā mea ʻike manawa maoli e hahai i nā loli viscosity a hoʻopili pono i ka guar gum a i ʻole nā mea hoʻopaʻa e like me ka mea e pono ai, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka hiki ke lawe proppant kūlike.
Hoʻohui a hoʻololi paha kekahi mau mea hana i ka guar gum me nā mea hoʻemi friction viscosity kiʻekiʻe (HVFRs) a i ʻole nā polymers synthetic no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kūpaʻa wela a me nā pilikia koena haʻahaʻa. Hōʻike kēia mau ʻōnaehana wai ʻē aʻe i ka pono mānoanoa kūikawā a me ke kūʻē ʻana i ka hoʻohaʻahaʻa shear, e mālama ana i ka viscosity kiʻekiʻe no ka hoʻokuʻu proppant ʻoiai ma lalo o nā kūlana downhole koʻikoʻi.
Hoʻohui ʻia nā ʻano hana e like me ka nui o ka proppant, ka noʻonoʻo ʻana, ka nui o ke kahe ʻana o ka wai, a me ke ʻano haki me nā hoʻolālā kaohi viscosity. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i kēia mau loli e hōʻoiaʻiʻo ana e hiki i ka wai fracturing ke hoʻomau i ka lawe ʻana o ka proppant ma luna o ka lōʻihi a me ka laulā o ka haki i makemake ʻia, e hōʻemi ana i ka pilikia o ka clogging, channeling, a i ʻole ka uhi piha ʻole. ʻAʻole wale ka hoʻololi ʻana o ka viscosity e hoʻomau i ka conductivity fracture akā hoʻomaikaʻi pū i ke kahe hydrocarbon ma o ka ʻāpana i hoʻoulu ʻia.
Nā Nīnau i Nīnau Pinepine ʻia (FAQs)
Q1: Pehea ka hopena o ka nui o ka guar gum i kona mānoanoa i loko o nā wai haki?
Hoʻonui ka mānoanoa o ka gum Guar me ka nui o ka hoʻohuihui ʻana, e hoʻonui pololei ana i ka hiki ke lawe i ka proppant o ka wai. Hōʻoia ka ʻikepili hoʻokolohua e hāʻawi ana nā hoʻohuihui ma kahi o 40 pptg i kahi mānoanoa paʻa, ʻoi aku ka maikaʻi o ka helu kuhikuhi wehe haki, a me ka emi ʻana o ke koena ma mua o nā hoʻohuihui kiʻekiʻe, e kaulike ana i ka hana hana a me ke kumukūʻai. ʻO ka paʻakai nui a i ʻole nā ion multivalent i loko o ka wai hiki ke pale i ka pehu ʻana o ka gum guar, e hoʻemi ana i ka mānoanoa a me ka pono o ka haki ʻana.
Q2: He aha ke kuleana o kahi pahu hui i ka mālama ʻana i ka maikaʻi o ka hopena guar gum?
ʻO kahi pahu hoʻohuihui wai hydraulic fracturing e hiki ai i ka hoʻopuehu like ʻana o ka gum guar, e pale ana i nā puʻupuʻu a me nā kūlike ʻole. Makemake ʻia nā mea hoʻohuihui shear kiʻekiʻe, no ka mea, hoʻopōkole lākou i ka manawa hoʻohuihui, wāwahi i nā agglomerates polymer, a hōʻoia i ka viscosity kūlike ma loko o ka hopena. Kōkua nā mea hana ana hoʻomau manawa maoli i loko o nā pahu hoʻohuihui i ka mālama ʻana i ka nui o ka gum guar e pono ai a me ka maikaʻi o ka wai holoʻokoʻa, e ʻae ana i ka hoʻoponopono koke inā haʻalele nā waiwai mai nā waiwai i manaʻo ʻia.
Q3: Pehea e hoʻopili ai ka mānoanoa o ka wai haki i ka wikiwiki o ka hoʻonoho ʻana o ka proppant?
ʻO ka mānoanoa o ka wai haki ke kumu nui e hoʻoholo ai i ka wikiwiki o ka noho ʻana o nā ʻāpana proppant. Hoʻolohi ka mānoanoa kiʻekiʻe i ka wikiwiki o ka noho ʻana, e mālama ana i ka proppant i hoʻokuʻu ʻia no ka manawa lōʻihi a ʻae i ka komo hohonu ʻana i loko o ka haki. Hōʻoia nā kumu hoʻohālike makemakika e hoʻonui nā wai me ka mānoanoa i hoʻonui ʻia i ka lawe ʻana i ka pae, hoʻomaikaʻi i ke ʻano o ka panakō, a paipai i ka hoʻokomo ʻana o ka proppant i ʻoi aku ka like. Eia nō naʻe, aia kahi kūkaʻi: hiki i ka mānoanoa kiʻekiʻe loa ke hoʻopōkole i ka lōʻihi o ka haki, no laila pono e koho ʻia ka mānoanoa kūpono no nā kūlana waihona kikoʻī.
Q4: He aha nā mea hoʻohui e hoʻopilikia ai i ka mānoanoa o nā hopena guar gum?
Hoʻonui ka hoʻololi ʻana o ka sulfonation o ka guar gum i ka viscosity a me ke kūpaʻa. ʻO nā mea hoʻohui e like me ka boric acid, organoboron, a me nā organozirconium cross-linkers e hoʻonui nui i ka paʻa ʻana o ka viscosity a me ke kūpaʻa o ka mahana, ʻoi aku hoʻi ma lalo o nā kūlana paʻakikī i maʻamau i nā hana o ka ʻaila. Aia ka hopena i ka nui o ka hoʻohui: ʻo nā pae cross-linker kiʻekiʻe e hua mai i ka viscosity nui aʻe akā hiki ke hoʻopilikia i ka maʻalahi o ka hana a me ke kumukūʻai. He kuleana ko ka paʻakai a me ka ʻike ionic i loko o ka hopena, ʻoiai ʻo ka salinity kiʻekiʻe (ʻoi aku hoʻi nā cations multivalent) hiki ke hōʻemi i ka viscosity ma ka hoʻopaʻa ʻana i ka pehu polymer.
Q5: Hiki ke ana mau ʻia a kāohi ʻia ka mānoanoa o ka wai i ka wā o nā hana haki?
ʻAe, hoʻokō ʻia ke ana ʻana o ka viscosity mau me ka hoʻohana ʻana i nā viscometers in-line a me nā ʻōnaehana nānā ʻana i ka noʻonoʻo automated. ʻO nā viscometers paipu a me nā sensor manawa maoli i hoʻohui ʻia me nā algorithms holomua e ʻae i nā mea hoʻohana e hahai, hoʻoponopono, a hoʻomaikaʻi i ka viscosity wai fracturing ma ka lele. Hiki i kēia mau ʻōnaehana ke uku no ka walaʻau sensor a me nā kūlana kaiapuni e loli nei, e hopena ana i ka hana lawe proppant maikaʻi aʻe a me nā hopena fracturing hydraulic i hoʻonui ʻia. Hiki i nā ʻōnaehana hoʻomalu akamai ke hoʻoponopono wikiwiki i nā ʻano like ʻole o ka maikaʻi o ka wai a i ʻole nā helu hoʻokuʻu.
Ka manawa hoʻouna: Nov-05-2025
