Il carbossimetil cellulosa di sodio (CMC-Na in breve) è un importante composto polimerico solubile in acqua ed è ampiamente utilizzato nel fluido di perforazione dell'olio. Le sue proprietà uniche lo rendono un componente indispensabile nel sistema di fluidi di perforazione.
1. Proprietà di base del carbossimetil cellulosa di sodio
Il carbossimetil cellulosa di sodio è un etere anionico di cellulosa generato dalla cellulosa dopo il trattamento alcalino e l'acido cloroacetico. La sua struttura molecolare contiene un gran numero di gruppi carbossimetilici, il che lo rende una buona solubilità e stabilità dell'acqua. CMC-Na può formare una soluzione ad alta viscosità in acqua, con ispessimento, stabilizzazione e proprietà che formano i film.
2. Applicazione di carbossimetil cellulosa di sodio nel fluido di perforazione
Addensante
CMC-Na viene usato come addensante nel fluido di perforazione. La sua funzione principale è quella di aumentare la viscosità del fluido di perforazione e migliorare la sua capacità di trasportare talee di roccia e trapani. La viscosità appropriata del fluido di perforazione può effettivamente prevenire il collasso della parete di pozzo e mantenere la stabilità del pozzo.
Riduttore di perdita fluida
Durante il processo di perforazione, il fluido di perforazione penetrerà nei pori della formazione, causando la perdita di acqua nel fluido di perforazione, che non solo spreca il fluido di perforazione, ma può anche causare un pozzo crollo della parete e danni al serbatoio. Come riduttore di perdita di fluidi, CMC-NA può formare una torta a filtro densa sulla parete del pozzo, riducendo efficacemente la perdita di filtrazione del fluido di perforazione e proteggendo la formazione e la parete del pozzo.
Lubrificante
Durante il processo di perforazione, l'attrito tra la punta del trapano e la parete del pozzo genererà molto calore, con conseguente aumento dell'usura dello strumento di perforazione. La lubrificienza di CMC-NA aiuta a ridurre l'attrito, ridurre l'usura dello strumento di perforazione e migliorare l'efficienza di perforazione.
Stabilizzatore
Il fluido di perforazione può flocculare o degradare ad alta temperatura e alta pressione, perdendo così la sua funzione. CMC-NA ha una buona stabilità termica e resistenza al sale e può mantenere la stabilità del fluido di perforazione in condizioni difficili ed estendere la sua durata di servizio.
3. Meccanismo d'azione del carbossimetil cellulosa di sodio
Regolazione della viscosità
La struttura molecolare di CMC-Na contiene un gran numero di gruppi carbossimetilici, che possono formare legami idrogeno in acqua per aumentare la viscosità della soluzione. Regolando il peso molecolare e il grado di sostituzione di CMC-Na, la viscosità del fluido di perforazione può essere controllata per soddisfare le esigenze di diverse condizioni di perforazione.
Controllo della filtrazione
Le molecole CMC-Na possono formare una struttura di rete tridimensionale in acqua, che può formare una torta a filtro densa sulla parete del pozzo e ridurre la perdita di filtrazione del fluido di perforazione. La formazione della torta del filtro dipende non solo dalla concentrazione di CMC-Na, ma anche dal suo peso molecolare e dal grado di sostituzione.
Lubrificazione
Le molecole CMC-Na possono essere adsorbite sulla superficie della punta del trapano e la parete di pozzo in acqua per formare un film lubrificante e ridurre il coefficiente di attrito. Inoltre, CMC-NA può anche ridurre indirettamente l'attrito tra la punta del trapano e la parete del pozzo regolando la viscosità del fluido di perforazione.
Stabilità termica
CMC-NA può mantenere la stabilità della sua struttura molecolare in condizioni di alta temperatura e non è soggetta a degradazione termica. Questo perché i gruppi carbossilici nelle sue molecole possono formare legami idrogeno stabili con molecole d'acqua per resistere al danno ad alta temperatura. Inoltre, CMC-NA ha anche una buona resistenza al sale e può mantenere le sue prestazioni nelle formazioni saline.
4. Esempi di applicazione di carbossimetil cellulosa di sodio
Nel processo di perforazione effettiva, l'effetto dell'applicazione del carbossimetil cellulosa di sodio è notevole. Ad esempio, in un progetto di perforazione di pozzi profondi, è stato utilizzato un sistema di fluido di perforazione contenente CMC-Na per controllare efficacemente la perdita di stabilità e filtrazione del pozzo, aumentare la velocità di perforazione e ridurre i costi di perforazione. Inoltre, il CMC-NA è anche ampiamente utilizzato nella perforazione marina e la sua buona resistenza al sale lo fa funzionare bene nell'ambiente marino.
L'applicazione di carbossimetil cellulosa di sodio nel fluido di perforazione include principalmente quattro aspetti: ispessimento, riduzione della perdita di acqua, lubrificazione e stabilizzazione. Le sue proprietà fisiche e chimiche uniche lo rendono un componente indispensabile nel sistema di fluido di perforazione. Con il continuo sviluppo della tecnologia di perforazione, le prospettive dell'applicazione del carbossimetil cellulosa di sodio saranno più ampie. Nella ricerca futura, la struttura molecolare e i metodi di modifica di CMC-Na possono essere ottimizzati per migliorare ulteriormente le sue prestazioni e soddisfare le esigenze di ambienti di perforazione più complessi.
Tempo post: lug-25-2024