Karboxymethylcelulóza sodíku (zkráceně CMC-NA) je důležitá polymerní sloučenina rozpustná ve vodě a je široce používána při olejové vrtné tekutině. Díky jedinečným vlastnostem z něj činí nepostradatelnou součást v vrtném tekutinovém systému.
1. Základní vlastnosti karboxymethyl celulózy sodíku
Karboxymethylcelulóza sodíku je aniontový celulóza ether generovaný celulózou po ošetření alkalií a kyselině chloroctové. Jeho molekulární struktura obsahuje velké množství karboxymethylových skupin, což způsobuje, že má dobrou rozpustnost a stabilitu vody. CMC-NA může ve vodě vytvořit roztok s vysokou viscozitou se zahušťováním, stabilizací a filmovými vlastnostmi.
2. Aplikace karboxymethylcelulózy sodíku v vrtné tekutině
Zahušťovače
CMC-NA se používá jako zahušťovadlo při vrtné tekutině. Jeho hlavní funkcí je zvýšit viskozitu vrtací tekutiny a zvýšit jeho schopnost nést skalní řezy a vrtací řízky. Vhodná viskozita vrtné tekutiny může účinně zabránit kolapsu stěny studny a udržovat stabilitu Wellbore.
Ztráta tekutin
Během procesu vrtání vrtací tekutina pronikne do pórů tvorby, což způsobí ztrátu vody ve vrtné tekutině, která nejen plýtvá vrtáním tekutiny, ale může také způsobit kolaps stěny a poškození nádrže. Při reduktoru ztráty tekutiny může CMC-NA vytvořit na stěně studny hustý filtrační dort, účinně snižuje ztrátu filtrace vrtné tekutiny a chrání tvorbu a studnu.
Mazivo
Během vrtného procesu bude tření mezi vrtacím bitkem a studnou zeď generovat hodně tepla, což povede ke zvýšenému opotřebení vrtného nástroje. Mazivost CMC-NA pomáhá snižovat tření, snižovat opotřebení vrtného nástroje a zlepšit účinnost vrtání.
Stabilizátor
Vrtací kapalina může flokulovat nebo degradovat při vysoké teplotě a vysokém tlaku, čímž ztrácí svou funkci. CMC-NA má dobrou tepelnou stabilitu a odolnost proti soli a může udržovat stabilitu vrtné tekutiny za drsných podmínek a prodloužit jeho životnost.
3. mechanismus účinku karboxymethyl celulózy sodného
Nastavení viskozity
Molekulární struktura CMC-NA obsahuje velké množství karboxymethylových skupin, které mohou vytvořit vodíkové vazby ve vodě, aby se zvýšila viskozita roztoku. Úpravou molekulové hmotnosti a stupně substituce CMC-NA může být viskozita vrtné kapaliny kontrolována tak, aby vyhovovala potřebám různých podmínek vrtání.
Ovládání filtrace
Molekuly CMC-NA mohou ve vodě tvořit trojrozměrnou síťovou strukturu, která může na stěně studny tvořit hustý filtrační dort a snížit ztrátu filtrace vrtné tekutiny. Tvorba filtračního dortu závisí nejen na koncentraci CMC-NA, ale také na jeho molekulové hmotnosti a substituční stupeň.
Mazání
Molekuly CMC-NA mohou být adsorbovány na povrchu vrtného bitu a studny ve vodě, aby vytvořily mazací film a snížily koeficient tření. Kromě toho může CMC-NA také nepřímo snižovat tření mezi vrtacím bitkem a studňovou stěnou úpravou viskozity vrtné tekutiny.
Tepelná stabilita
CMC-NA může zachovat stabilitu své molekulární struktury za podmínek s vysokou teplotou a není náchylná k tepelné degradaci. Je to proto, že karboxylové skupiny ve svých molekulách mohou tvořit stabilní vodíkové vazby s molekulami vody, aby odolávaly poškození vysoké teploty. Kromě toho má CMC-NA také dobrý odolnost proti soli a může si udržovat svůj výkon ve fyziologických útvarech.
4.. Příklady aplikace karboxymethyl celulózy sodíku
Ve skutečném procesu vrtání je pozoruhodný aplikační účinek karboxymethylcelulózy sodíku. Například v projektu hlubokého studny byl použit systém vrtací tekutiny obsahující CMC-NA k účinné kontrole ztráty stability a filtrace studny, zvýšení rychlosti vrtání a snížení nákladů na vrtání. Kromě toho se CMC-NA široce používá při mořském vrtání a jeho dobrý odpor soli to dělá dobře v mořském prostředí dobře.
Aplikace karboxymethylcelulózy sodíku při vrtné tekutině zahrnuje hlavně čtyři aspekty: zesílení, snížení ztráty vody, mazání a stabilizaci. Díky jedinečným fyzikálním a chemickým vlastnostem z něj činí nepostradatelnou součást v systému vrtné tekutiny. S neustálým vývojem technologie vrtání budou vyhlídky na aplikaci karboxymethyllulózy sodíku širší. V budoucím výzkumu mohou být molekulární struktura a metody modifikace CMC-NA optimalizovány, aby se dále zlepšilo jeho výkon a vyhovovalo potřebám složitějších vrtných prostředí.
Čas příspěvku: Jul-25-2024