Sodu karboksymetyloceluloza (w skrócie CMC-Na) jest ważnym rozpuszczalnym w wodzie związkiem polimerowym i jest szeroko stosowany w płynie wiertniczym olejowym. Jego unikalne właściwości sprawiają, że jest to niezbędny element w układzie płynu wiertniczego.
1. Podstawowe właściwości karboksymetylocelulozy sodu
Sodu karboksymetyloceluloza jest anionowym eterem celulozowym wytwarzanym przez celulozę po obróbce alkalicznej i kwasie chlorooctowym. Jego struktura molekularna zawiera dużą liczbę grup karboksymetylowych, co sprawia, że ma dobrą rozpuszczalność i stabilność wody. CMC-NA może tworzyć roztwór o wysokiej pomieszczenia w wodzie, z właściwościami pogrubienia, stabilizacji i tworzenia filmu.
2. Zastosowanie karboksymetylocelulozy sodu w płynie wiertniczym
Zagęszczacz
CMC-NA jest stosowany jako zagęszczacz w płynie wiertniczym. Jego główną funkcją jest zwiększenie lepkości płynu wiertniczego i zwiększenie jego zdolności do przenoszenia sadzonek i sadzonek wiertniczych. Odpowiednia lepkość płynu wiertniczego może skutecznie zapobiec zapadnięciu się ściany i utrzymania stabilności odwiertu.
Reduktor utraty płynu
Podczas procesu wiercenia płyn wiertniczy wniknie do pory formacji, powodując utratę wody w płynie wiertniczym, który nie tylko marnuje płyn wiertniczy, ale może również powodować zawalenie się ściany i uszkodzenie zbiornika. Jako reduktor utraty płynu CMC-NA może tworzyć gęste ciasto filtracyjne na ścianie studni, skutecznie zmniejszając utratę filtracji płynu wiertniczego i chroniąc formowanie i ścianę studni.
Smar
Podczas procesu wiercenia tarcie między wiertłem a ścianą studni wygeneruje dużo ciepła, co spowoduje zwiększenie zużycia narzędzia wiertła. Smar CMC-NA pomaga zmniejszyć tarcia, zmniejszyć zużycie narzędzia wiertniczego i poprawić wydajność wiercenia.
Stabilizator
Płyn wiertnicza może flokujać lub degradować pod wysoką temperaturą i wysokim ciśnieniem, tracąc w ten sposób jego funkcję. CMC-NA ma dobrą stabilność termiczną i odporność na sól i może utrzymać stabilność płynu wiertniczego w trudnych warunkach i przedłużyć jego żywotność.
3. Mechanizm działania karboksymetylocelulozy sodu
Dostosowanie lepkości
Struktura molekularna CMC-NA zawiera dużą liczbę grup karboksymetylowych, które mogą tworzyć wiązania wodorowe w wodzie w celu zwiększenia lepkości roztworu. Dostosowując masę cząsteczkową i stopień podstawienia CMC-Na, lepkość płynu wiertniczego można kontrolować, aby zaspokoić potrzeby różnych warunków wiercenia.
Kontrola filtracji
Cząsteczki CMC-NA mogą tworzyć trójwymiarową strukturę sieci w wodzie, która może tworzyć gęste ciasto filtracyjne na ścianie studni i zmniejszyć utratę filtracji płynu wiertniczego. Tworzenie ciasta filtracyjnego zależy nie tylko od stężenia CMC-Na, ale także od jego masy cząsteczkowej i stopnia podstawienia.
Smarowanie
Cząsteczki CMC-NA można zaadsorbować na powierzchni wiertła i ściany studzienki w wodzie, aby utworzyć warstwę smarującą i zmniejszyć współczynnik tarcia. Ponadto CMC-NA może również pośrednio zmniejszyć tarcie między wiertem a ścianą studzienkową, dostosowując lepkość płynu wiertniczego.
Stabilność termiczna
CMC-NA może utrzymać stabilność swojej struktury molekularnej w warunkach wysokiej temperatury i nie jest podatna na degradację termiczną. Wynika to z faktu, że grupy karboksylowe w swoich cząsteczkach mogą tworzyć stabilne wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, aby wytrzymać uszkodzenie wysokiej temperatury. Ponadto CMC-NA ma również dobrą odporność na sól i może utrzymać jego wydajność w formacjach soli fizjologicznej.
4. Przykłady zastosowania karboksymetylocelulozy sodu
W faktycznym procesie wiercenia efekt zastosowania karboksymetylocelulozy sodu jest niezwykły. Na przykład w głębokim odwiercie wiertniczym zastosowano układ płynu wiertniczego zawierający CMC-NA do skutecznego kontrolowania stabilności i utraty filtracji odwiertu, zwiększenia prędkości wiercenia i zmniejszenia kosztów wiercenia. Ponadto CMC-NA jest również szeroko stosowany w wierceniu morskim, a jego dobra odporność na sól sprawia, że dobrze działa w środowisku morskim.
Zastosowanie karboksymetylocelulozy sodu w płynie wiertniczym obejmuje głównie cztery aspekty: pogrubienie, zmniejszenie utraty wody, smarowanie i stabilizacja. Jego unikalne właściwości fizyczne i chemiczne sprawiają, że jest to niezbędny element w układzie płynu wiertniczego. Wraz z ciągłym opracowywaniem technologii wiercenia perspektywy aplikacji karboksymetylocelulozy sodu będą szersze. W przyszłych badaniach struktura molekularna i metody modyfikacji CMC-NA można zoptymalizować w celu dalszej poprawy jego wydajności i zaspokojenia potrzeb bardziej złożonych środowisk wiertniczych.
Czas po: 25-2024 lipca