शेल गॅस फ्रॅक्चरिंगमध्ये ग्वार गम स्निग्धता आणि एकाग्रता मापन

इन-लाइन ऑटोमेटेड व्हिस्कोमेटर्स

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग अनुप्रयोगांमध्ये,इन-लाइन व्हिस्कोमीटरमिक्सिंग टँक पाइपलाइनमध्ये थेट स्थापित केलेले सतत व्हिस्कोसिटी डेटा प्रदान करतात. अत्याधुनिक दृष्टिकोन - मशीन लर्निंग-आधारित आणि संगणक व्हिजन व्हिस्कोमीटरसह - द्रव इमेजिंग किंवा गतिमान प्रतिसादावरून शून्य-शीअर व्हिस्कोसिटीचा अंदाज लावतात, ज्यामध्ये पातळ ते अत्यंत व्हिस्कोस स्लरीपर्यंतच्या श्रेणींचा समावेश असतो. या प्रणाली स्वयंचलित प्रक्रिया नियंत्रणात एकत्रित केल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे मॅन्युअल हस्तक्षेप कमी होतो.

उदाहरण:

• संगणक दृष्टी-आधारित व्हिस्कोमीटर उलट्या कुपी किंवा प्रवाह उपकरणातील द्रवाच्या वर्तनाचे विश्लेषण करून स्निग्धता अंदाज स्वयंचलित करतात, त्यानंतरच्या ऑटोमेशन किंवा फीडबॅक लूपसाठी जलद परिणाम प्रदान करतात.

रिअल-टाइम ग्वार गम एकाग्रता देखरेख

मिश्रणादरम्यान ग्वार गमची एकाग्रता सातत्यपूर्ण ठेवल्याने बॅचमधील फरक कमी होतो आणि विश्वासार्ह फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड कामगिरीला समर्थन मिळते. रिअल-टाइम एकाग्रता देखरेखीसाठी तंत्रज्ञानामध्ये हे समाविष्ट आहे:

स्लिम तंत्रज्ञान (रॉस सॉलिड्स/लिक्विड इंजेक्शन मॅनिफोल्ड):SLIM द्रव पृष्ठभागाखाली ग्वार गम पावडर इंजेक्ट करते, उच्च-शीअर मिक्सिंगद्वारे ते द्रवासह त्वरित एकत्र करते. हे डिझाइन जास्त मिसळण्यामुळे एकत्रित होणे आणि चिकटपणा कमी करते, ज्यामुळे प्रत्येक टप्प्यावर एकाग्रतेवर अचूक नियंत्रण शक्य होते.

Non-Nuक्लेar Slउरy DensइटीMएटीr:मिक्सिंग टँकमध्ये बसवलेले इनलाइन डेन्सिटी मीटर ग्वार गम जोडताना आणि वितरित करताना विद्युत गुणधर्म आणि घनतेतील बदलांचे निरीक्षण करतात, ज्यामुळे एकाग्रतेचा सतत मागोवा घेता येतो आणि त्वरित सुधारात्मक कारवाई करता येते.

रिओमेट्री ("रिओ-अल्ट्रासाऊंड") सह एकत्रित अल्ट्रासोनिक इमेजिंग:हे प्रगत तंत्र रिओमेट्रिक व्हिस्कोसिटी डेटासह अल्ट्राफास्ट अल्ट्रासोनिक प्रतिमा (१०,००० फ्रेम्स/सेकंद पर्यंत) कॅप्चर करते. हे स्थानिक सांद्रता, कातरणे दर आणि अस्थिरतेचे एकाच वेळी निरीक्षण करण्यास सक्षम करते, जे ग्वार गम द्रावणांमध्ये एकसमान मिश्रण आणि जलद व्हिस्कोस बदल ओळखण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहे.

उदाहरणे:

• जर पावडर जोडल्याने एकाग्रतेत विचलन झाले तर विद्युत प्रतिरोधकता सेन्सर्स ऑपरेटरना सतर्क करतात, ज्यामुळे त्वरित सुधारणा शक्य होते.
• रिओ-अल्ट्रासाऊंड सिस्टीम मिश्रणाच्या घटनांची कल्पना करतात, स्थानिक संचय किंवा अपूर्ण फैलाव दर्शवितात ज्यामुळे द्रवपदार्थाच्या गुणवत्तेला फ्रॅक्चर होऊ शकते.

व्यावहारिक आणि नियमित देखरेख साधने

पद्धती जसे कीलोनमीटर इनलाइन औद्योगिक व्हिस्कोमीटरउत्पादन वातावरणात चिकटपणा मोजण्याचे व्यावहारिक, विश्वासार्ह साधन प्रदान करतात. ही साधने मिश्रणादरम्यान नियमित तपासणीसाठी योग्य आहेत, जर प्रक्रिया निर्दिष्ट पॅरामीटर्समध्ये राहिली तर.

गुणवत्ता हमी प्रोटोकॉल आणि एकत्रीकरण

विश्वासार्हता आणि अचूकतेसाठी सतत चिकटपणा आणि एकाग्रता मापन प्रणाली प्रमाणित करणे आवश्यक आहे:

• कॅलिब्रेशन प्रक्रिया:ज्ञात मानकांनुसार नियमित कॅलिब्रेशन सेन्सरची अचूकता आणि सुसंगतता सुनिश्चित करते.
• मशीन लर्निंग व्हॅलिडेशन:संगणक दृष्टी-आधारित व्हिस्कोमीटर विविध ग्वार गम सांद्रता आणि द्रव चिकटपणामध्ये कामगिरी सत्यापित करण्यासाठी न्यूरल नेटवर्क प्रशिक्षण आणि बेंचमार्किंग घेतात.
• रिअल-टाइम QA एकत्रीकरण:प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालींसह एकत्रीकरणामुळे ट्रेंडिंग, त्रुटी शोधणे आणि विचलनांना जलद प्रतिसाद मिळतो, ज्यामुळे उत्पादनाची गुणवत्ता आणि नियामक अनुपालन दोन्ही समर्थित होतात.

थोडक्यात, ग्वार गमची चिकटपणा आणि एकाग्रता सतत नियंत्रित करण्याची क्षमता योग्य तंत्रज्ञानाच्या निवड आणि एकत्रीकरणावर अवलंबून असते. रोटेशनल व्हिस्कोमीटर, प्रगत इन-लाइन सेन्सर्स, एसएलआयएम मिक्सिंग तंत्रज्ञान आणि रिओ-अल्ट्रासाऊंड हे संवेदी आधार प्रदान करतात, तर व्यावहारिक साधने आणि मजबूत क्यूए प्रोटोकॉल औद्योगिक मिश्रण प्रक्रियेत विश्वसनीय ऑपरेशन सुनिश्चित करतात.

मिक्सिंग टँकमध्ये सतत देखरेखीसाठी मापन तंत्रज्ञान

स्निग्धता मापनाची तत्त्वे

ग्वार गम-आधारित फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्सच्या रिओलॉजी नियंत्रित करण्यासाठी मिक्सिंग टँकमध्ये सतत व्हिस्कोसिटी मूल्यांकन करणे अत्यंत महत्वाचे आहे. ग्वार गम व्हिस्कोसिटीवर रिअल-टाइम डेटा देण्यासाठी औद्योगिक प्रणालींमध्ये इन-लाइन व्हिस्कोमीटर मोठ्या प्रमाणात स्थापित केले जातात. हे सेन्सर्स थेट प्रवाह मार्गात कार्य करतात, ज्यामुळे मॅन्युअल सॅम्पलिंगची आवश्यकता दूर होते आणि त्यामुळे अभिप्रायातील विलंब कमी होतो.

Viब्राथिआनाlव्हिस्कोमीटरगतिमान द्रव प्रतिक्रिया कॅप्चर करण्याच्या क्षमतेमुळे नॉन-न्यूटोनियन द्रव मापनावर त्यांचे वर्चस्व आहे. इनलाइन प्रोसेस व्हिस्कोमीटर सारखी उपकरणे इन-लाइन माउंटिंगसाठी तयार केलेली आहेत आणि हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग द्रव तयारीमध्ये आढळणाऱ्या परिवर्तनीय सांद्रता आणि चिकटपणासाठी योग्य सतत वाचन प्रदान करतात. ही पद्धत त्यांच्या कातरणे-पातळ करण्याच्या वर्तनामुळे आणि विस्तृत चिकटपणा श्रेणीमुळे ग्वार गम सोल्यूशन्ससह उत्कृष्ट आहे, ज्यामुळे मजबूत डेटा संपादन आणि प्रक्रिया विश्वसनीयता सुनिश्चित होते.

सतत एकाग्रता मूल्यांकन

फ्रॅक्चरिंग फ्लुइडची इष्टतम कार्यक्षमता साध्य करण्यासाठी ग्वार गमच्या एकाग्रतेवर अचूक नियंत्रण आवश्यक आहे. हे सतत एकाग्रता मापन प्रणाली वापरून साध्य केले जाते जसे कीACOMP (पॉलिमरायझेशनचे स्वयंचलित सतत ऑनलाइन देखरेख)तंत्र. मोठ्या मिक्सिंग टँकमध्ये पॉलिमर सोल्यूशन्स तयार केल्यावर रिअल-टाइम कॉन्सन्ट्रेसन प्रोफाइल आणि इंटरिन्सिक व्हिस्कोसिटी रीडिंग देण्यासाठी ACOMP अपस्ट्रीम पंप, मिक्सर आणि डाउनस्ट्रीम ऑप्टिकल डिटेक्टरचे संयोजन वापरते.

डायनॅमिक मिक्सिंग वातावरणात प्रभावी सॅम्पलिंगमध्ये रिअल-टाइम एकाग्रता चढउतारांचे अर्थ लावण्यासाठी थर्ड-ऑर्डर सिस्टम मॉडेलिंगचा समावेश असतो. फ्रिक्वेन्सी रिस्पॉन्स विश्लेषण सैद्धांतिक मॉडेल्स आणि प्रायोगिक डेटामधील अचूक सहसंबंध सुनिश्चित करते, सातत्यपूर्ण ग्वार गम सोल्यूशन तयार करण्यासाठी कृतीयोग्य अंतर्दृष्टी प्रदान करते. ही तंत्रज्ञाने विशेषतः जलद एकाग्रता पडताळणी, अनुकूली डोसिंग आणि बॅच-टू-बॅच परिवर्तनशीलता कमी करण्यासाठी उपयुक्त आहेत.

स्वयंचलित डोसिंग सिस्टमसह एकत्रीकरणएकाग्रता व्यवस्थापनाला आणखी परिष्कृत करते. लोनमीटरप्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) घनता मीटरटाकी किंवा पाइपलाइनमध्ये थेट स्थापित केलेले, सतत अभिप्राय प्रदान करतात; स्वयंचलित पंप थेट सेन्सर डेटानुसार डोसिंग दर समायोजित करतात, हे सुनिश्चित करतात की ग्वार गम व्हिस्कोसिटी विरुद्ध एकाग्रता लक्ष्य फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड रिओलॉजीशी जुळते. ही समन्वय मानवी हस्तक्षेप कमी करते आणि ऑफ-स्पेक बॅचसाठी त्वरित सुधारात्मक कारवाई करण्यास अनुमती देते.

ग्वार गमच्या चिकटपणावर अ‍ॅडिटिव्ह्ज आणि प्रक्रिया बदलांचे परिणाम

सल्फोनेशन मॉडिफिकेशन

सल्फोनेशनमुळे ग्वार गममध्ये सल्फोनेट गट येतात, ज्यामुळे हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या ग्वार गम द्रावणांची चिकटपणा आणि विद्राव्यता लक्षणीयरीत्या सुधारते. इष्टतम प्रतिक्रिया परिस्थितीसाठी तापमान, वेळ आणि अभिकर्मक सांद्रतेचे अचूक नियंत्रण आवश्यक असते. उदाहरणार्थ, सोडियम 3-क्लोरो-2-हायड्रॉक्सीप्रोपिलसल्फोनेट 26°C वर वापरणे, 2 तासांच्या प्रतिक्रिया वेळेसह, 1.0%NaOH = हायड्रॉक्साईड, आणि ग्वार गम वस्तुमानाने ०.५% सल्फोनेट वापरल्याने, स्पष्ट चिकटपणामध्ये ३३% वाढ होते आणि पाण्यात विरघळणारे प्रमाण ०.४२% कमी होते. हे बदल फ्रॅक्चरिंग द्रवपदार्थांमध्ये प्रोपंट-वाहक क्षमता वाढवतात आणि अधिक थर्मल आणि गाळण्याची स्थिरता सुनिश्चित करतात.

पर्यायी सल्फोनेशन पद्धती - जसे की सल्फर ट्रायऑक्साइड - १,४-डायऑक्सेन कॉम्प्लेक्ससह सल्फेशन ६०°C वर २.९ तासांसाठी, ३.१ मिली क्लोरोसल्फोनिक अॅसिड वापरून - देखील वाढीव स्निग्धता आणि कमी अघुलनशील अपूर्णांक दर्शवितात. या सुधारणा हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड मिक्सिंग टँकमधील अवशेष कमी करतात, ज्यामुळे क्लोजिंगचा धोका कमी होतो आणि चांगले फ्लोबॅक सुलभ होते. FTIR, DSC आणि एलिमेंटल विश्लेषणे या संरचनात्मक बदलांची पुष्टी करतात, ज्यामध्ये C-6 स्थानावर प्रामुख्याने प्रतिस्थापन असते. प्रतिस्थापनाची डिग्री आणि कमी झालेले आण्विक वजन यामुळे चांगली विद्राव्यता, अँटिऑक्सिडंट क्रियाकलाप आणि प्रभावी स्निग्धता वाढ होते - कार्यक्षम फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड रिओलॉजी आणि स्निग्धता नियंत्रणासाठी महत्त्वाचे पॅरामीटर्स.

क्रॉस-लिंकिंग एजंट्स आणि फॉर्म्युलेशन प्रभावीपणा

क्रॉस-लिंकिंग एजंट्सच्या समावेशामुळे फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्समध्ये ग्वार गम स्निग्धतेचा लक्षणीय फायदा होतो. ऑर्गनोझिरकोनियम आणि बोरेट-आधारित क्रॉस-लिंकर हे सर्वात प्रचलित आहेत:

ऑर्गनोझिरकोनियम क्रॉस-लिंकर:उच्च-तापमानाच्या जलाशयांसाठी मोठ्या प्रमाणात पसंत केलेले, ऑर्गनोझिरकोनियम एजंट ग्वार जेलची थर्मल स्थिरता वाढवतात. १२०°C आणि १७० s⁻¹ शीअरवर, ऑर्गनोझिरकोनियमशी क्रॉसलिंक केलेले हायड्रॉक्सीप्रोपिल ग्वार गम त्याच्या सुरुवातीच्या स्निग्धतेच्या ८९.७% पेक्षा जास्त राखून ठेवते. SEM इमेजिंग १२ μm पेक्षा कमी छिद्र आकारासह दाट त्रिमितीय नेटवर्क संरचना दर्शविते, जे हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंगमध्ये सुधारित प्रोपंट सस्पेंशन आणि कमी प्रोपंट सेटलिंग वेगाला समर्थन देते.

बोरेट क्रॉस-लिंकर:पारंपारिक बोरिक अॅसिड आणि ऑर्गेनोबोरॉन क्रॉस-लिंकर मध्यम तापमानात कार्यक्षमता दर्शवतात. पॉलीथिलीनिमाइन (PEI) किंवा नॅनोसेल्युलोज सारख्या अॅडिटीव्ह वापरून कार्यक्षमता वाढवता येते. उदाहरणार्थ, नॅनोसेल्युलोज-बोरॉन क्रॉसलिंकर उच्च कातरणे अंतर्गत 60 मिनिटांसाठी 110°C वर 50 mPa·s पेक्षा जास्त अवशिष्ट चिकटपणा राखतात, ज्यामुळे मजबूत तापमान आणि मीठ प्रतिरोधकता दिसून येते. नॅनोसेल्युलोजपासून हायड्रोजन बाँडिंग फ्रॅक्चरिंग द्रवपदार्थांमध्ये प्रोपंट वहन क्षमतेसाठी आवश्यक असलेल्या व्हिस्कोइलास्टिक गुणधर्मांना टिकवून ठेवण्यास मदत करते.

ग्वार गम सोल्युशनमध्ये क्रॉस-लिंकिंगमुळे शीअर थिनिंग आणि लवचिकतेमध्ये सुधारणा होते, जे पंपिंग आणि प्रोपंट सस्पेंशनसाठी दोन्ही महत्त्वाचे आहे. रासायनिकदृष्ट्या क्रॉस-लिंक्ड हायड्रोजेल मजबूत थिक्सोट्रॉपिक रिकव्हरी प्रदर्शित करतात, म्हणजेच उच्च शीअर नंतर स्निग्धता आणि रचना पुनर्संचयित केली जाते - हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग ऑपरेशन्समध्ये द्रव स्थान आणि साफसफाई दरम्यान आवश्यक.

नॉन-पॉलिमरिक विरुद्ध पॉलिमरिक फ्लुइड सिस्टीमचा तुलनात्मक परिणाम

पॉलिमरिक आणि नॉन-पॉलिमरिक द्रव प्रणालींमध्ये वेगवेगळे रिओलॉजिकल प्रोफाइल असतात, जे प्रोपंट वाहतूक कार्यक्षमतेवर लक्षणीय परिणाम करतात:

पॉलिमरिक सिस्टीम:यामध्ये नैसर्गिक (ग्वार गम, हायड्रॉक्सीप्रोपिल ग्वार) आणि सिंथेटिक पॉलिमर समाविष्ट आहेत. पॉलिमरिक द्रवपदार्थ स्निग्धता, उत्पन्न बिंदू आणि लवचिकतेसाठी ट्यून करण्यायोग्य असतात. प्रगत अँफोटेरिक कोपॉलिमर (उदा., ATP-I) जुन्या पॉलिएनिओनिक सेल्युलोज फॉर्म्युलेशनच्या तुलनेत उच्च-तापमान आणि उच्च-क्षारता वातावरणात चांगले स्निग्धता धारणा आणि रिओलॉजिकल स्थिरता प्राप्त करतात. वाढलेली स्निग्धता आणि लवचिकता प्रोपंट सस्पेंशन वाढवते, सेटलिंग वेग कमी करते आणि फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्ससाठी मिक्सिंग टँक डिझाइन ऑप्टिमाइझ करते. तथापि, काळजीपूर्वक संतुलित न केल्यास उच्च स्निग्धता कमी-पारगम्यता फॉर्मेशनमध्ये प्रोपंट वाहतुकीस अडथळा आणू शकते.

नॉन-पॉलिमरिक (सर्फॅक्टंट-आधारित) प्रणाली:हे पॉलिमर नेटवर्क्सऐवजी व्हिस्कोइलास्टिक सर्फॅक्टंट्सवर अवलंबून असतात. सर्फॅक्टंट-आधारित द्रवपदार्थ कमी अवशेष, जलद प्रवाह आणि प्रभावी प्रोपंट-वाहक प्रदान करतात, विशेषतः अपारंपरिक जलाशयांमध्ये जिथे अवशेष-मुक्त साफसफाईला प्राधान्य दिले जाते. जरी या प्रणाली पॉलिमरपेक्षा कमी ट्यून करण्यायोग्य स्निग्धता देतात, तरी त्या प्रोपंट सस्पेंशनच्या बाबतीत चांगली कामगिरी करतात आणि हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड मिक्सिंग टँकमध्ये क्लोजिंगचा धोका कमी करतात.

पॉलिमरिक आणि नॉन-पॉलिमरिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड्समधील निवड ही स्निग्धता, स्वच्छता कार्यक्षमता, पर्यावरणीय प्रभाव आणि प्रोपंट-कॅरींग आवश्यकता यांच्यातील इच्छित संतुलनावर अवलंबून असते. पॉलिमर आणि व्हिस्कोइलास्टिक सर्फॅक्टंट्स एकत्रित करणारे हायब्रिड सिस्टम उच्च स्निग्धता आणि जलद द्रव पुनर्प्राप्ती दोन्हीचा फायदा घेण्यासाठी उदयास येत आहेत. रेषीय दोलन विकृती आणि प्रवाह स्वीप वापरून रिओलॉजिकल चाचणी - थिक्सोट्रॉपिक आणि स्यूडोप्लास्टिक वर्तनाची अंतर्दृष्टी प्रदान करते, विशिष्ट विहिरी परिस्थितीसाठी फॉर्म्युलेशनच्या ऑप्टिमायझेशनमध्ये मदत करते.

द्रव स्निग्धता आणि प्रॉपंट-वाहक क्षमता फ्रॅक्चर करण्यासाठी ऑप्टिमायझेशन धोरणे

रिओलॉजिकल वर्तन आणि प्रॉपंट ट्रान्सपोर्ट

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंगमध्ये प्रोपँट सेटलिंग वेग नियंत्रित करण्यासाठी ग्वार गम स्निग्धता ऑप्टिमायझ करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. उच्च द्रव स्निग्धता प्रोपँट कणांच्या बुडण्याचा दर कमी करते, ज्यामुळे फ्रॅक्चर नेटवर्कमध्ये खोलवर प्रभावी वाहतूक होण्याची शक्यता वाढते. क्रॉसलिंकिंग मजबूत जेल संरचना तयार करून स्निग्धता वाढवते; उदाहरणार्थ, ऑर्गनोझिरकोनियम-क्रॉसलिंक्ड हायड्रॉक्सीप्रोपिल ग्वार द्रवपदार्थ 12 μm पेक्षा कमी छिद्र आकाराचे दाट नेटवर्क तयार करतात, जे सस्पेंशनमध्ये लक्षणीय सुधारणा करतात आणि ऑर्गनोबोरॉन सिस्टमच्या तुलनेत सेटलिंग वेग कमी करतात.

ग्वार गम एकाग्रता ट्यूनिंग केल्याने ग्वार गम द्रावणांच्या चिकटपणावर थेट परिणाम होतो. पॉलिमर एकाग्रता वाढत असताना, क्रॉसलिंकिंग घनता आणि जेलची ताकद वाढते, ज्यामुळे प्रोपंट सेडिमेंटेशन कमी होते आणि प्लेसमेंट जास्तीत जास्त होते. उदाहरण: HPG द्रवपदार्थांमध्ये क्रॉसलिंकर एकाग्रता वाढल्याने उच्च-तापमान (१२०°C) कातरणे दरम्यान स्निग्धता धारणा ८९% पेक्षा जास्त वाढते, ज्यामुळे आव्हानात्मक जलाशय परिस्थितीतही प्रोपंट-वाहक क्षमता सुनिश्चित होते.

फॉर्म्युलेशन समायोजन प्रोटोकॉल

डेटा-चालित धोरणे आता फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड व्हिस्कोसिटी आणि एकाग्रतेचे रिअल-टाइम नियंत्रण सक्षम करतात. मशीन लर्निंग मॉडेल्स - यादृच्छिक जंगल आणि निर्णय वृक्ष - मंद, नियतकालिक प्रयोगशाळेच्या चाचण्यांची जागा घेत, व्हिस्कोमीटर रीडिंग सारख्या रिओलॉजिकल पॅरामीटर्सचा त्वरित अंदाज लावतात. प्रत्यक्षात, अनुपालन यंत्रणा आणि पायझोइलेक्ट्रिक सेन्सर्सने सुसज्ज हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड मिक्सिंग टँक द्रव गुणधर्म बदलत असताना ग्वार गम सोल्यूशन्सची व्हिस्कोसिटी मोजतात, अनुभवजन्य मोड विघटनाद्वारे त्रुटी सुधारणेसह.

ऑपरेटर इन-सीटू व्हिस्कोसिटी आणि एकाग्रतेचे निरीक्षण करतात, नंतर लाईव्ह सेन्सर फीडबॅकवर आधारित ग्वार गम, क्रॉसलिंकर किंवा अतिरिक्त जाडसरचे डोस समायोजित करतात. हे ऑन-द-फ्लाय समायोजन फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड डाउनटाइमशिवाय प्रोपंट सस्पेंशनसाठी इष्टतम फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड व्हिस्कोसिटी राखते याची खात्री करते. उदाहरणार्थ, नियंत्रण प्रणालींमध्ये दिलेले थेट पाईप व्हिस्कोसिटी मापन डायनॅमिक फ्लुइड ट्यूनिंगला अनुमती देते, जलाशय किंवा ऑपरेशन पॅरामीटर्स शिफ्ट होताना आदर्श प्रोपंट सस्पेंशन जतन करते.

चिकणमाती आणि तापमान स्थिरता व्यतिरिक्त सहक्रियात्मक प्रभाव

प्रतिकूल शेल आणि उच्च-तापमानाच्या वातावरणात ग्वार गमची चिकटपणा टिकवून ठेवण्यासाठी क्ले स्टेबिलायझर्स आणि थर्मल स्टेबिलिटी अॅडिटीव्हज महत्त्वाचे आहेत. क्ले स्टेबिलायझर्स - जसे की सल्फोनेटेड ग्वार डेरिव्हेटिव्ह्ज - चिकणमाती सूज आणि स्थलांतर रोखतात; हे निर्मितीमध्ये आयनिक प्रजातींशी परस्परसंवाद मर्यादित करून ग्वार गम द्रावणांच्या चिकटपणाचे अचानक नुकसान होण्यापासून संरक्षण करते. एक सामान्य स्टेबिलायझर, सोडियम 3-क्लोरो-2-हायड्रॉक्सीप्रोपिलसल्फोनेट - सुधारित ग्वार गम, फ्रॅक्चरिंगसाठी योग्य अंतर्गत चिकटपणा निर्माण करतो आणि पाण्यात विरघळणारे प्रमाण प्रतिकार करतो, जेल रचना राखतो आणि चिकणमाती-समृद्ध रचनांमध्ये देखील प्रभावी प्रोपंट सस्पेंशन राखतो.

थर्मल स्टेबिलायझर्स, ज्यामध्ये प्रगत सुप्रामोलेक्युलर व्हिस्कोसिफायर्स आणि थर्मोडायनामिक हायड्रेट इनहिबिटर (उदा.,मिथेनॉल, PEG-200), १६०°C पेक्षा जास्त तापमानात स्निग्धता बिघाड होण्यापासून संरक्षण. ब्राइन-आधारित आणि अति-उच्च तापमानाच्या द्रव प्रणालींमध्ये, हे अॅडिटीव्ह १८०°C शीअरच्या खाली २०० mPa·s पेक्षा जास्त स्निग्धता टिकवून ठेवण्यास सक्षम करतात, जे पारंपारिक ग्वार गम व्हिस्कोसिफायर्सपेक्षा खूपच जास्त आहे.

उदाहरणांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• सल्फोनेटेड ग्वार गमचिकणमाती आणि तापमान लवचिकतेसाठी.
• ऑर्गनोझिरकोनियम क्रॉसलिंकरअति-उच्च थर्मल स्थिरतेसाठी.
• पीईजी-२००द्रवपदार्थाची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आणि अवशेष कमी करण्यासाठी THI म्हणून.

अशा प्रोटोकॉल आणि अॅडिटीव्ह पॅकेजेसमुळे ऑपरेटर द्रवपदार्थ फ्रॅक्चर करण्यासाठी मिक्सिंग टँक डिझाइन ऑप्टिमाइझ करू शकतात आणि सतत स्निग्धता आणिएकाग्रता मापन. याचा परिणाम म्हणजे उच्च प्रॉपंट वाहून नेण्याची क्षमता आणि अत्यंत डाउनहोल वातावरणातही सतत फ्रॅक्चर प्रसार.

ग्वार गम स्निग्धता प्रोपंटशी जोडणे, वेग आणि फ्रॅक्चरिंग कार्यक्षमता स्थिर करणे

प्रोपंट सस्पेंशनमधील यांत्रिक अंतर्दृष्टी

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग दरम्यान प्रोपंट सेटलिंग वेग नियंत्रित करण्यात ग्वार गम स्निग्धता थेट भूमिका बजावते. ग्वार गम द्रावणांची स्निग्धता वाढत असताना, प्रोपंट कणांवर कार्य करणारी ड्रॅग फोर्स वाढते, ज्यामुळे त्यांचा खालच्या दिशेने सेटलिंग दर लक्षणीयरीत्या कमी होतो. प्रत्यक्षात, उच्च ग्वार गम एकाग्रता आणि वाढलेले स्निग्ध गुणधर्म असलेले द्रव - पॉलिमर अॅडिटीव्ह आणि फायबरसह सुधारित केलेले द्रव - सुधारित प्रोपंट-वाहक क्षमता देतात, ज्यामुळे निलंबित कण तळाशी एकत्रित होण्याऐवजी संपूर्ण फ्रॅक्चर नेटवर्कमध्ये समान रीतीने वितरित राहतात.

प्रयोगशाळेतील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, न्यूटोनियन द्रवपदार्थांच्या तुलनेत, कातरणे-पातळ करणारे ग्वार जेल द्रावण कमी प्रोपंट सेटलिंग वेग दर्शवितात, ज्यामुळे वाढलेली चिकटपणा आणि लवचिकता दोन्ही परिणाम होतात. उदाहरणार्थ, ग्वार गम एकाग्रता दुप्पट केल्याने सेटलिंग वेग निम्म्या होऊ शकतो, ज्यामुळे प्रोपंट जास्त काळ निलंबित राहतो. तंतूंचा समावेश जाळीसारखे नेटवर्क तयार करून अवसादनाला आणखी अडथळा आणतो, ज्यामुळे एकसमान प्रोपंट प्लेसमेंटला प्रोत्साहन मिळते. वेगवेगळ्या फ्रॅक्चर आणि फ्लुइड परिस्थितीत या परिणामांचा अंदाज लावण्यासाठी अनुभवजन्य मॉडेल आणि गुणांक विकसित केले गेले आहेत, जे फ्लुइड रिओलॉजी आणि प्रोपंट सस्पेंशनमधील समन्वयाची पुष्टी करतात.

ज्या फ्रॅक्चरची रुंदी प्रोपँटच्या व्यासाशी जवळून जुळते, तिथे कंफाइनमेंट इफेक्ट्समुळे स्थिर होण्यास आणखी विलंब होतो, ज्यामुळे उच्च-स्निग्धता असलेल्या ग्वार सोल्यूशन्सचे फायदे वाढतात. तथापि, जास्त स्निग्धता द्रव गतिशीलता मर्यादित करू शकते, ज्यामुळे प्रभावी प्रोपँट वाहतूक खोली कमी होऊ शकते आणि अवशेष तयार होण्याचा धोका वाढू शकतो ज्यामुळे फ्रॅक्चर चालकता धोक्यात येते.

फ्रॅक्चरची रुंदी आणि लांबी वाढवणे

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग दरम्यान ग्वार गम सोल्यूशन्सच्या स्निग्धतेनुसार काम केल्याने फ्रॅक्चर प्रसारावर मोठा प्रभाव पडतो. उच्च-स्निग्धता असलेले द्रवपदार्थ बंद होणाऱ्या दाबांना प्रतिकार करण्याची आणि खडकातून भेगा पसरवण्याची क्षमता असल्यामुळे ते अधिक विस्तृत फ्रॅक्चर निर्माण करतात. संगणकीय द्रव गतिशीलता (CFD) सिम्युलेशन आणि ध्वनिक उत्सर्जन देखरेख हे प्रमाणित करते की वाढलेल्या स्निग्धतेमुळे अधिक जटिल फ्रॅक्चर भूमिती आणि वाढलेली रुंदी निर्माण होते.

तथापि, स्निग्धता आणि फ्रॅक्चर लांबीमधील तडजोड काळजीपूर्वक व्यवस्थापित केली पाहिजे. रुंद फ्रॅक्चर प्रभावी प्रोपंट प्लेसमेंट आणि चालकता सुलभ करतात, तर जास्त प्रमाणात स्निग्ध द्रवपदार्थ दाब लवकर नष्ट करू शकतात, ज्यामुळे लांब फ्रॅक्चरच्या विकासात अडथळा येतो. अनुभवजन्य तुलना दर्शविते की नियंत्रित मर्यादेत स्निग्धता कमी केल्याने खोलवर प्रवेश करणे शक्य होते, ज्यामुळे जलाशय प्रवेश वाढवणारे विस्तारित फ्रॅक्चर मिळतात. अशाप्रकारे, खडकाचा प्रकार, प्रोपंट आकार आणि ऑपरेशनल स्ट्रॅटेजीनुसार स्निग्धता ऑप्टिमाइझ केली पाहिजे - जास्तीत जास्त नाही.

फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड रिओलॉजी, ज्यामध्ये ग्वार गममधील बदलांमुळे होणारे कातरणे-पातळ होणे आणि व्हिस्कोइलास्टिक गुणधर्म समाविष्ट आहेत, सुरुवातीच्या क्रॅक निर्मिती आणि त्यानंतरच्या वाढीच्या नमुन्यांवर आकार देतात. कार्बोनेट जलाशयांमधील फील्ड चाचण्या पुष्टी करतात की ग्वार गम एकाग्रता समायोजित करणे, थर्मल स्टेबिलायझर्स जोडणे किंवा सर्फॅक्टंट-आधारित पर्याय सादर करणे फ्रॅक्चर प्रसार सुधारू शकते, उत्तेजनाच्या ध्येयावर अवलंबून रुंदी आणि लांबी दोन्ही वाढवू शकते.

डाउनहोल ऑपरेशनल पॅरामीटर्ससह एकत्रीकरण

हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग दरम्यान डाउनहोल तापमान आणि दाब चढ-उतार होत असल्याने ग्वार गम स्निग्धता रिअल टाइममध्ये व्यवस्थापित करणे आवश्यक आहे. खोलीवर वाढलेले तापमान ग्वार गम द्रवपदार्थांची स्निग्धता कमी करू शकते, ज्यामुळे त्यांची प्रोपंट सस्पेंशन क्षमता कमी होते. क्रॉसलिंकर, थर्मल स्टेबिलायझर्स आणि प्रगत अॅडिटीव्हज - जसे की थर्मोडायनामिक हायड्रेट इनहिबिटर - यांचा वापर इष्टतम स्निग्धता राखण्यास मदत करतो, विशेषतः उच्च-तापमान जलाशयांमध्ये.

पाईप व्हिस्कोमेट्री आणि रिग्रेशन मॉडेलिंगसह व्हिस्कोसिटी मापन तंत्रांमधील अलिकडच्या प्रगतीमुळे ऑपरेटर फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड व्हिस्कोसिटीचे गतिमानपणे निरीक्षण आणि समायोजन करू शकतात. उदाहरणार्थ, हायड्रॉलिक फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड मिक्सिंग टँक व्हिस्कोसिटी बदलांचा मागोवा घेण्यासाठी रिअल-टाइम सेन्सर्स एकत्रित करतात आणि आवश्यकतेनुसार अतिरिक्त ग्वार गम किंवा स्टेबिलायझर्स स्वयंचलितपणे डोस करतात, ज्यामुळे सातत्यपूर्ण प्रोपंट वाहून नेण्याची क्षमता सुनिश्चित होते.

काही ऑपरेटर सुधारित थर्मल स्थिरता आणि कमी अवशेष जोखीम यासाठी ग्वार गमला उच्च-स्निग्धता घर्षण कमी करणारे (HVFRs) किंवा सिंथेटिक पॉलिमरसह पूरक किंवा बदलतात. या पर्यायी द्रव प्रणाली अपवादात्मक जाड होण्याची कार्यक्षमता आणि कातरणेच्या क्षरणास प्रतिकार दर्शवितात, अत्यंत डाउनहोल परिस्थितीत देखील प्रोपंट सस्पेंशनसाठी उच्च स्निग्धता राखतात.

प्रोपंटचा आकार, एकाग्रता, द्रव प्रवाह दर आणि फ्रॅक्चर भूमिती यासारखे ऑपरेशनल पॅरामीटर्स व्हिस्कोसिटी कंट्रोल स्ट्रॅटेजीजसह एकत्रित केले जातात. हे व्हेरिएबल्स ऑप्टिमायझ केल्याने फ्रॅक्चरिंग फ्लुइड इच्छित फ्रॅक्चर लांबी आणि रुंदीवर प्रोपंट वाहतूक टिकवून ठेवू शकतो याची खात्री होते, ज्यामुळे क्लोजिंग, चॅनेलिंग किंवा अपूर्ण कव्हरेजचा धोका कमी होतो. व्हिस्कोसिटी अॅडॉप्शन केवळ फ्रॅक्चर चालकता टिकवून ठेवत नाही तर उत्तेजित झोनमधून हायड्रोकार्बन प्रवाह देखील सुधारते.