La cel·lulosa carboximetil de sodi (CMC-Na per curt) és un important compost polímer soluble en aigua i s’utilitza àmpliament en el líquid de perforació d’oli. Les seves propietats úniques el converteixen en un component indispensable en el sistema de fluids de perforació.
1. Propietats bàsiques de la cel·lulosa carboximetil de sodi
Carboxymetil cel·lulosa de sodi és un èter anióic de cel·lulosa generat per cel·lulosa després del tractament amb alcalí i l’àcid cloroacètic. La seva estructura molecular conté un gran nombre de grups carboximetils, cosa que la fa tenir una bona solubilitat i estabilitat aigua. CMC-Na pot formar una solució d’alta viscositat en aigua, amb propietats d’espessiment, estabilització i formació de pel·lícules.
2. Aplicació de la cel·lulosa carboximetil de sodi en líquid de perforació
Espessidor
CMC-Na s'utilitza com a espessidor en el líquid de perforació. La seva funció principal és augmentar la viscositat del líquid de perforació i millorar la seva capacitat per transportar retalls de roca i retalls de perforació. La viscositat adequada del líquid de perforació pot prevenir eficaçment el col·lapse de la paret i mantenir l'estabilitat del pou.
Reductor de pèrdues de líquids
Durant el procés de perforació, el líquid de perforació penetrarà en els porus de la formació, provocant pèrdues d’aigua en el líquid de perforació, que no només malgasta líquid de perforació, sinó que també pot causar danys a la paret i als danys de l’embassament. Com a reductor de pèrdues de fluids, CMC-Na pot formar un pastís de filtre dens a la paret del pou, reduint eficaçment la pèrdua de filtració del líquid de perforació i protegint la formació i la paret del pou.
Lubricant
Durant el procés de perforació, la fricció entre la broca i la paret del pou generarà molta calor, donant lloc a un augment del desgast de l’eina de perforació. La lubricitat de CMC-Na ajuda a reduir la fricció, reduir el desgast de l’eina de perforació i millorar l’eficiència de la perforació.
Estabilitzador
El líquid de perforació pot flocular o degradar a alta temperatura i alta pressió, perdent així la seva funció. CMC-NA té una bona estabilitat tèrmica i resistència a la sal i pot mantenir l’estabilitat del líquid de perforació en condicions dures i ampliar la seva vida útil.
3. Mecanisme d’acció de sodi carboximetil cel·lulosa
Ajust de viscositat
L’estructura molecular de CMC-Na conté un gran nombre de grups carboximetils, que poden formar enllaços d’hidrogen a l’aigua per augmentar la viscositat de la solució. Ajustant el pes molecular i el grau de substitució de CMC-NA, es pot controlar la viscositat del líquid de perforació per satisfer les necessitats de diferents condicions de perforació.
Control de filtració
Les molècules CMC-NA poden formar una estructura de xarxa tridimensional en aigua, que pot formar un pastís de filtre dens a la paret del pou i reduir la pèrdua de filtració del fluid de perforació. La formació del pastís de filtre no depèn només de la concentració de CMC-Na, sinó també del seu pes molecular i grau de substitució.
Lubricació
Les molècules CMC-NA es poden adsorbir a la superfície del bit de perforació i la paret del pou en aigua per formar una pel·lícula lubricant i reduir el coeficient de fricció. A més, CMC-NA també pot reduir indirectament la fricció entre la broca i la paret del pou ajustant la viscositat del fluid de perforació.
Estabilitat tèrmica
CMC-Na pot mantenir l'estabilitat de la seva estructura molecular en condicions de temperatura alta i no és propens a la degradació tèrmica. Això es deu al fet que els grups carboxil de les seves molècules poden formar enllaços d’hidrogen estables amb molècules d’aigua per resistir els danys d’alta temperatura. A més, CMC-NA també té una bona resistència a la sal i pot mantenir el seu rendiment en formacions salines.
4. Exemples d’aplicació de cel·lulosa carboximetil de sodi
En el procés real de perforació, l'efecte d'aplicació de la cel·lulosa carboximetil de sodi és notable. Per exemple, en un projecte de perforació del pou profund, es va utilitzar un sistema de líquids de perforació que conté CMC-Na per controlar eficaçment l’estabilitat i la pèrdua de filtració del pou, augmentar la velocitat de perforació i reduir el cost de la perforació. A més, CMC-NA també s’utilitza àmpliament en la perforació marina i la seva bona resistència a la sal fa que funcioni bé en l’entorn marí.
L’aplicació de la cel·lulosa carboximetil de sodi en el líquid de perforació inclou principalment quatre aspectes: espessiment, reducció de la pèrdua d’aigua, lubricació i estabilització. Les seves propietats físiques i químiques úniques el converteixen en un component indispensable en el sistema de fluids de perforació. Amb el desenvolupament continu de la tecnologia de perforació, les perspectives d’aplicació de sodi carboximetil cel·lulosa seran més àmplies. En futures investigacions, l'estructura molecular i els mètodes de modificació de CMC-Na es poden optimitzar per millorar encara més el seu rendiment i satisfer les necessitats d'ambients de perforació més complexos.
Posada Posada: Jul-25-2024