Carboximetil celuloza de sodiu (CMC-Na pe scurt) este un compus polimeric important solubil în apă și este utilizat pe scară largă în fluidul de foraj petrolier. Proprietățile sale unice îl fac o componentă indispensabilă în sistemul fluidului de foraj.
1. Proprietățile de bază ale carboximetil celulozei de sodiu
Carboximetil celuloza de sodiu este un eter de celuloză anionic generat de celuloză după tratamentul alcalin și acid cloroacetic. Structura sa moleculară conține un număr mare de grupe carboximetil, ceea ce îl face să aibă o bună solubilitate în apă și stabilitate. CMC-Na poate forma o soluție cu vâscozitate ridicată în apă, cu proprietăți de îngroșare, stabilizare și peliculă.
2. Aplicarea carboximetil celulozei de sodiu în fluidul de foraj
Îngroșător
CMC-Na este folosit ca agent de îngroșare în fluidul de foraj. Funcția sa principală este de a crește vâscozitatea fluidului de foraj și de a spori capacitatea acestuia de a transporta tăieturi de rocă și tăieturi de foraj. Vâscozitatea adecvată a fluidului de foraj poate preveni în mod eficient prăbușirea peretelui sondei și poate menține stabilitatea sondei.
Reductor de pierderi de lichid
În timpul procesului de foraj, fluidul de foraj va pătrunde în porii formațiunii, provocând pierderi de apă în fluidul de foraj, care nu numai că risipește fluidul de foraj, dar poate provoca și prăbușirea peretelui puțului și deteriorarea rezervorului. Ca reductor de pierdere de fluid, CMC-Na poate forma o turtă densă de filtru pe peretele sondei, reducând eficient pierderea prin filtrare a fluidului de foraj și protejând formarea și peretele sondei.
Lubrifiant
În timpul procesului de foraj, frecarea dintre burghiul și peretele puțului va genera multă căldură, rezultând o uzură crescută a sculei de foraj. Lubricitatea CMC-Na ajută la reducerea frecării, la reducerea uzurii sculei de găurit și la îmbunătățirea eficienței găuririi.
Stabilizator
Fluidul de foraj se poate flocula sau degrada la temperaturi ridicate și presiune ridicată, pierzându-și astfel funcția. CMC-Na are o bună stabilitate termică și rezistență la sare și poate menține stabilitatea fluidului de foraj în condiții dure și poate prelungi durata de viață a acestuia.
3. Mecanismul de acțiune al carboximetil celulozei de sodiu
Reglarea vâscozității
Structura moleculară a CMC-Na conține un număr mare de grupări carboximetil, care pot forma legături de hidrogen în apă pentru a crește vâscozitatea soluției. Prin ajustarea greutății moleculare și a gradului de substituție a CMC-Na, vâscozitatea fluidului de foraj poate fi controlată pentru a satisface nevoile diferitelor condiții de foraj.
Controlul filtrarii
Moleculele CMC-Na pot forma o structură de rețea tridimensională în apă, care poate forma o turtă densă de filtru pe peretele puțului și poate reduce pierderea prin filtrare a fluidului de foraj. Formarea turtei de filtrare depinde nu numai de concentrația de CMC-Na, ci și de greutatea sa moleculară și de gradul de substituție.
Lubrifiere
Moleculele CMC-Na pot fi adsorbite pe suprafața burghiului și a peretelui puțului în apă pentru a forma o peliculă lubrifiantă și pentru a reduce coeficientul de frecare. În plus, CMC-Na poate, de asemenea, să reducă indirect frecarea dintre burghiul și peretele sondei prin ajustarea vâscozității fluidului de foraj.
Stabilitate termică
CMC-Na poate menține stabilitatea structurii sale moleculare în condiții de temperatură ridicată și nu este predispus la degradare termică. Acest lucru se datorează faptului că grupările carboxil din moleculele sale pot forma legături stabile de hidrogen cu moleculele de apă pentru a rezista daunelor la temperaturi ridicate. În plus, CMC-Na are și o rezistență bună la sare și își poate menține performanța în formațiunile saline.
4. Exemple de aplicare a carboximetil celulozei de sodiu
În procesul de foraj propriu-zis, efectul de aplicare al carboximetil celulozei de sodiu este remarcabil. De exemplu, într-un proiect de foraj de puțuri adânci, a fost utilizat un sistem de fluid de foraj care conține CMC-Na pentru a controla eficient stabilitatea și pierderea prin filtrare a sondei, pentru a crește viteza de forare și a reduce costul de foraj. În plus, CMC-Na este, de asemenea, utilizat pe scară largă în forajul marin, iar rezistența sa bună la sare îl face să funcționeze bine în mediul marin.
Aplicarea carboximetil celulozei de sodiu în fluidul de foraj include în principal patru aspecte: îngroșarea, reducerea pierderilor de apă, lubrifierea și stabilizarea. Proprietățile sale fizice și chimice unice îl fac o componentă indispensabilă în sistemul fluidului de foraj. Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de foraj, perspectivele de aplicare a carboximetil celulozei de sodiu vor fi mai largi. În cercetările viitoare, structura moleculară și metodele de modificare ale CMC-Na pot fi optimizate pentru a-și îmbunătăți în continuare performanța și pentru a răspunde nevoilor unor medii de foraj mai complexe.
Ora postării: 25-iul-2024