Натриевата карбоксиметил целулоза (накратко CMC-Na) е важно водоразтворимо полимерно съединение и се използва широко в нефтени сондажни течности. Неговите уникални свойства го правят незаменим компонент в системата за сондажна течност.
1. Основни свойства на натриева карбоксиметил целулоза
Натриевата карбоксиметил целулоза е анионен целулозен етер, генериран от целулоза след алкална обработка и хлороцетна киселина. Неговата молекулярна структура съдържа голям брой карбоксиметилови групи, което го прави с добра разтворимост и стабилност във вода. CMC-Na може да образува разтвор с висок вискозитет във вода, със свойства на сгъстяване, стабилизиране и образуване на филм.
2. Приложение на натриева карбоксиметил целулоза в сондажна течност
Сгъстител
CMC-Na се използва като сгъстител в сондажната течност. Основната му функция е да увеличи вискозитета на сондажната течност и да подобри способността й да пренася скални отломки и отломки от сондажи. Подходящият вискозитет на сондажната течност може ефективно да предотврати срутването на стената на кладенеца и да поддържа стабилността на сондажния отвор.
Редуктор на загуба на течност
По време на процеса на сондиране, сондажната течност ще проникне в порите на формацията, причинявайки загуба на вода в сондажната течност, което не само губи сондажна течност, но също така може да причини срутване на стената на кладенеца и повреда на резервоара. Като средство за намаляване на загубата на течност, CMC-Na може да образува плътна филтърна утайка върху стената на кладенеца, като ефективно намалява загубата на филтриране на сондажната течност и предпазва пласта и стената на кладенеца.
Лубрикант
По време на процеса на пробиване, триенето между свредлото и стената на кладенеца ще генерира много топлина, което ще доведе до повишено износване на инструмента за сондаж. Смазващите свойства на CMC-Na помагат за намаляване на триенето, намаляване на износването на бормашината и подобряване на ефективността на пробиване.
Стабилизатор
Сондажната течност може да флокулира или да се разгради при висока температура и високо налягане, като по този начин губи своята функция. CMC-Na има добра термична стабилност и устойчивост на соли и може да поддържа стабилността на сондажната течност при тежки условия и да удължи нейния експлоатационен живот.
3. Механизъм на действие на натриева карбоксиметил целулоза
Регулиране на вискозитета
Молекулярната структура на CMC-Na съдържа голям брой карбоксиметилови групи, които могат да образуват водородни връзки във вода, за да увеличат вискозитета на разтвора. Чрез регулиране на молекулното тегло и степента на заместване на CMC-Na, вискозитетът на сондажната течност може да се контролира, за да отговори на нуждите на различни условия на сондиране.
Контрол на филтрацията
Молекулите на CMC-Na могат да образуват триизмерна мрежова структура във вода, която може да образува плътна филтърна утайка върху стената на кладенеца и да намали загубите от филтриране на сондажната течност. Образуването на филтърната утайка зависи не само от концентрацията на CMC-Na, но и от неговото молекулно тегло и степента на заместване.
Смазване
CMC-Na молекулите могат да бъдат адсорбирани върху повърхността на свредлото и стената на кладенеца във вода, за да образуват смазващ филм и да намалят коефициента на триене. В допълнение, CMC-Na може също индиректно да намали триенето между свредлото и стената на кладенеца чрез регулиране на вискозитета на сондажната течност.
Термична стабилност
CMC-Na може да поддържа стабилността на своята молекулярна структура при условия на висока температура и не е склонен към термично разграждане. Това е така, защото карбоксилните групи в неговите молекули могат да образуват стабилни водородни връзки с водните молекули, за да устоят на увреждане при висока температура. В допълнение, CMC-Na също има добра солеустойчивост и може да поддържа ефективността си в солени образувания.
4. Примери за приложение на натриева карбоксиметил целулоза
В действителния процес на пробиване, ефектът от прилагането на натриева карбоксиметил целулоза е забележителен. Например, в проект за дълбоко пробиване на кладенец, система за сондажна течност, съдържаща CMC-Na, беше използвана за ефективен контрол на стабилността и загубата на филтриране на сондажния отвор, увеличаване на скоростта на пробиване и намаляване на разходите за сондиране. В допълнение, CMC-Na също се използва широко в морските сондажи и добрата му устойчивост на сол го прави добър в морската среда.
Приложението на натриева карбоксиметил целулоза в сондажната течност включва главно четири аспекта: сгъстяване, намаляване на загубата на вода, смазване и стабилизиране. Неговите уникални физични и химични свойства го правят незаменим компонент в системата за сондажна течност. С непрекъснатото развитие на технологията за пробиване, перспективите за приложение на натриева карбоксиметил целулоза ще бъдат по-широки. В бъдещи изследвания молекулярната структура и методите за модифициране на CMC-Na могат да бъдат оптимизирани, за да подобрят допълнително неговата производителност и да отговорят на нуждите на по-сложни среди за пробиване.
Време на публикуване: 25 юли 2024 г