In der Bohrtechnik wirkt sich die Leistung der Bohrflüssigkeit direkt auf die Bohreffizienz und die Sicherheit im Bohrloch aus. Natrium für

In der Bohrtechnik beeinflusst die Leistung der Bohrflüssigkeit direkt die Bohreffizienz und die Sicherheit im Bohrloch. Natriumformiat hat sich aufgrund seiner Eigenschaften zur Regulierung der Rheologie von Bohrflüssigkeiten und zur Verbesserung der Antifouling-Fähigkeiten zu einem Schlüsseladditiv entwickelt, das für verschiedene komplexe Bohrumgebungen geeignet ist. Seine Anwendungsbereiche müssen umfassend auf der Grundlage geologischer Bedingungen, Temperatur und Druck sowie der Anforderungen des Bohrprozesses ermittelt werden.

Hochtemperatur-Tiefbohrumgebungen sind eines der Anwendungsgebiete für Natriumformiat. Wenn die Bohrtiefen 3000 Meter überschreiten und die Bodentemperaturen 150 °C übersteigen, sind herkömmliche Bohrflüssigkeiten anfällig für Probleme wie einen plötzlichen Viskositätsabfall und erhöhte Filtrationsverluste. Die Formiationen in Natriumformiat können eine stabile Adsorptionsschicht mit Tonpartikeln in der Bohrflüssigkeit bilden, die die Hydratationsschwellung und Dispersion von Ton bei hohen Temperaturen hemmt und eine stabile Viskosität der Bohrflüssigkeit aufrechterhält. Bei Ultra-Tiefbohrungen im Tarim-Ölfeld behielten Bohrflüssigkeiten mit zugesetztem Natriumformiat bei 180 °C eine Viskositätsretentionsrate von über 85 % bei, deutlich höher als die 60 % herkömmlicher Bohrflüssigkeiten, und lösten damit wirksam das Problem des Leistungsabfalls der Bohrflüssigkeit, der durch hohe Temperaturen verursacht wird. Gleichzeitig eignet sich die Salzbeständigkeit von Natriumformiat für den Einsatz in Hochtemperatur-Salz-Gips-Formationen. Es kann Komplexe mit Salzen wie Natriumchlorid und Calciumchlorid in der Formation bilden, die Ausfällung von Salzkristallen verhindern, die die rheologischen Eigenschaften der Bohrflüssigkeit schädigen, und die Gesteinsförderung und Bohrlochstabilität der Bohrflüssigkeit in Salz-Gips-Formationen gewährleisten.

Die Nachfrage nach Natriumformiat ist in Bohrumgebungen mit komplexen wasserempfindlichen Formationen besonders ausgeprägt. Wasserempfindliche Formationen enthalten Tonminerale wie Montmorillonit, die bei Kontakt mit Wasser zu starker Hydratation und Ausdehnung neigen, was zu Unfällen wie Bohrlochverengung und Bohrlochkollaps führt. Natriumformiat kann Natriumionen zwischen den Tonmineral-Schichten durch Ionenaustausch durch Formiationen ersetzen und so einen dichten Adsorptionsfilm bilden, der das Eindringen von Wasser in das Ton-Gitter blockiert. Bei der Schiefergasbohrung im Sichuan-Becken reduzierten wasserbasierte Bohrflüssigkeiten mit Natriumformiat die Schieferhydratationsschwellungsrate von 35 % auf unter 8 %, verringerten die Bohrlochkollapsrate um 60 % und verkürzten die Bohrzyklen um 15 %-20 %. Darüber hinaus reduziert Natriumformiat bei der Bohrung von Kohleflözgas die Schädigung von Kohleflözen durch die Bohrflüssigkeit. Seine geringe Oberflächenspannung reduziert die Verstopfung von Kohleflözporen durch Bohrflüssigkeitsfiltrat und verbessert die Effizienz der Kohleflözgasförderung. Im Vergleich zu herkömmlichen Bohrflüssigkeiten kann die Förderung von Kohleflözgas pro Bohrloch um 10 %-15 % gesteigert werden.

Die hohe Salzkonzentration und hohe Luftfeuchtigkeit von Bohrungen im Meeres- und Küstenbereich machen Natriumformiat zu einem ausgezeichneten Additiv. Bei Offshore-Bohrungen führt das Eindringen von Meerwasser in die Bohrflüssigkeit zu einer erhöhten Salzkonzentration, und herkömmliche Bohrflüssigkeiten neigen zur Flockung. Die Salzverträglichkeit von Natriumformiat ermöglicht die Anpassung an Meeresumgebungen. In synergetischer Wirkung mit Behandlungsmitteln in Bohrflüssigkeiten behält es gute rheologische Eigenschaften auch in Bohrflüssigkeiten mit einer Salzkonzentration von über 30.000 mg/L bei. Bei Bohrungen in einem Offshore-Ölfeld im Südchinesischen Meer erreichten Bohrflüssigkeiten mit zugesetztem Natriumformiat eine Salzverträglichkeit von 45.000 mg/L und lösten damit erfolgreich Probleme mit Meerwassereinbrüchen. Darüber hinaus erfüllt die biologische Abbaubarkeit von Natriumformiat die Anforderungen des Meeresschutzes, mit einer biologischen Abbaurate von über 90 % in Meerwasser, wodurch die Verschmutzung des Meeresökosystems durch herkömmliche Bohrflüssigkeiten verhindert wird. Gleichzeitig verbessert Natriumformiat bei Bohrungen in Gezeitenzonen in Küstengebieten die Beständigkeit der Bohrflüssigkeit gegen Calcium- und Magnesiumionenverunreinigungen und verhindert die Reaktion von Calcium- und Magnesiumionen in der Gezeitenformation mit Carbonaten in der Bohrflüssigkeit zur Bildung von Niederschlägen, wodurch die normale Zirkulation der Bohrflüssigkeit gewährleistet wird.

In Tieftemperatur-Flachbohrungen spielen die Frostschutz- und rheologischen Regulierungsfunktionen von Natriumformiat eine entscheidende Rolle. Bei Winterbohrungen im Songliao-Becken in Nordostchina können die Temperaturen auf -30 °C fallen, was zum Gefrieren herkömmlicher Bohrflüssigkeiten und zu einem starken Viskositätsanstieg führt. Natriumformiat kann den Gefrierpunkt von Bohrflüssigkeiten senken; bei einer Zugabe von 8 % kann der Gefrierpunkt auf unter -15 °C gesenkt werden. Gleichzeitig behält es bei niedrigen Temperaturen eine gute Fließfähigkeit bei und verhindert, dass abnormale Viskosität die Bohreffizienz beeinträchtigt. Darüber hinaus kann Natriumformiat bei Bohrungen in flachen Permafrostgebieten die thermische Störung des Permafrosts durch die Bohrflüssigkeit reduzieren. Seine stabilen rheologischen Eigenschaften helfen, die Zirkulationstemperatur der Bohrflüssigkeit zu kontrollieren, Bohrlochinstabilität durch Permafrosttauen zu verhindern und technische Unterstützung für die Entwicklung von flachen Öl- und Gasressourcen zu bieten.

Von Hochtemperatur-Tiefbohrungen bis zu Tieftemperatur-Flachformationen, von komplexen terrestrischen Schichten bis zu Meeresumgebungen hat sich Natriumformiat mit seinen multidimensionalen Leistungsvorteilen zu einem hocheffizienten Additiv für verschiedene Bohrumgebungen entwickelt. Da sich die Bohrtechnik in immer komplexere und extremere Umgebungen ausdehnt, wird die Anwendung von Natriumformiat in Bohrflüssigkeitssystemen weiter vertieft und bietet zuverlässige Materialunterstützung zur Lösung technischer Herausforderungen in der Bohrtechnik.