A carboximetil celulosa sódica (CMC-Na para abreviar) é un importante composto polímero soluble en auga e úsase amplamente no fluído de perforación de petróleo. As súas propiedades únicas fan que sexa un compoñente indispensable no sistema de fluídos de perforación.
1. Propiedades básicas da carboximetil celulosa sódica
A carboximetil celulosa sódica é un éter de celulosa aniónico xerado pola celulosa despois do tratamento con álcali e do ácido cloroacético. A súa estrutura molecular contén un gran número de grupos carboximetilo, o que fai que teña unha boa solubilidade en auga e estabilidade. CMC-Na pode formar unha solución de alta viscosidade en auga, con propiedades espesantes, estabilizadoras e formadoras de película.
2. Aplicación de carboximetil celulosa sódica no fluído de perforación
Espesante
CMC-Na úsase como espesante no fluído de perforación. A súa función principal é aumentar a viscosidade do fluído de perforación e mellorar a súa capacidade para levar cortes de rocha e cortes de perforación. A viscosidade adecuada do fluído de perforación pode evitar eficazmente o colapso da parede do pozo e manter a estabilidade do pozo.
Redutor de perdas de fluído
Durante o proceso de perforación, o fluído de perforación penetrará nos poros da formación, causando a perda de auga no fluído de perforación, que non só desperdicia o fluído de perforación, senón que tamén pode provocar o colapso da parede do pozo e danos no depósito. Como redutor de perdas de fluídos, CMC-Na pode formar un denso bolo de filtro na parede do pozo, reducindo eficazmente a perda de filtración do fluído de perforación e protexendo a formación e a parede do pozo.
Lubricante
Durante o proceso de perforación, a fricción entre a broca e a parede do pozo xerará moita calor, o que provocará un maior desgaste da ferramenta de perforación. A lubricidade de CMC-Na axuda a reducir a fricción, reducir o desgaste da ferramenta de perforación e mellorar a eficiencia da perforación.
Estabilizador
O fluído de perforación pode flocular ou degradarse a alta temperatura e alta presión, perdendo así a súa función. CMC-Na ten unha boa estabilidade térmica e resistencia á sal, e pode manter a estabilidade do fluído de perforación en condicións duras e prolongar a súa vida útil.
3. Mecanismo de acción da carboximetil celulosa sódica
Axuste da viscosidade
A estrutura molecular do CMC-Na contén un gran número de grupos carboximetilo, que poden formar enlaces de hidróxeno na auga para aumentar a viscosidade da solución. Ao axustar o peso molecular e o grao de substitución de CMC-Na, a viscosidade do fluído de perforación pódese controlar para satisfacer as necesidades de diferentes condicións de perforación.
Control de filtración
As moléculas de CMC-Na poden formar unha estrutura de rede tridimensional na auga, que pode formar un denso bolo de filtro na parede do pozo e reducir a perda de fluído de perforación por filtración. A formación do bolo de filtro depende non só da concentración de CMC-Na, senón tamén do seu peso molecular e grao de substitución.
Lubricación
As moléculas de CMC-Na pódense adsorber na superficie da broca e na parede do pozo en auga para formar unha película lubricante e reducir o coeficiente de fricción. Ademais, CMC-Na tamén pode reducir indirectamente a fricción entre a broca e a parede do pozo axustando a viscosidade do fluído de perforación.
Estabilidade térmica
O CMC-Na pode manter a estabilidade da súa estrutura molecular en condicións de alta temperatura e non é propenso á degradación térmica. Isto débese a que os grupos carboxilo das súas moléculas poden formar enlaces de hidróxeno estables coas moléculas de auga para resistir danos a altas temperaturas. Ademais, CMC-Na tamén ten unha boa resistencia á sal e pode manter o seu rendemento en formacións salinas.
4. Exemplos de aplicación da carboximetil celulosa sódica
No proceso de perforación real, o efecto de aplicación da carboximetil celulosa sódica é notable. Por exemplo, nun proxecto de perforación de pozos profundos, utilizouse un sistema de fluído de perforación que contén CMC-Na para controlar eficazmente a estabilidade e a perda de filtración do pozo, aumentar a velocidade de perforación e reducir o custo da perforación. Ademais, CMC-Na tamén é moi utilizado na perforación mariña, e a súa boa resistencia á sal fai que funcione ben no medio mariño.
A aplicación de carboximetil celulosa sódica no fluído de perforación inclúe principalmente catro aspectos: espesamento, redución da perda de auga, lubricación e estabilización. As súas propiedades físicas e químicas únicas fan que sexa un compoñente indispensable no sistema de fluídos de perforación. Co desenvolvemento continuo da tecnoloxía de perforación, as perspectivas de aplicación da carboximetil celulosa sódica serán máis amplas. En futuras investigacións, a estrutura molecular e os métodos de modificación de CMC-Na pódense optimizar para mellorar aínda máis o seu rendemento e satisfacer as necesidades de ambientes de perforación máis complexos.
Hora de publicación: 25-Xul-2024