Natriumkarboximetylcellulosa (CMC-Na förkortat) är en viktig vattenlöslig polymerförening och används ofta i oljeborrvätska. Dess unika egenskaper gör den till en oumbärlig komponent i borrvätskesystemet.
1. Grundläggande egenskaper hos natriumkarboximetylcellulosa
Natriumkarboximetylcellulosa är en anjonisk cellulosaeter som genereras av cellulosa efter alkalibehandling och klorättiksyra. Dess molekylära struktur innehåller ett stort antal karboximetylgrupper, vilket gör att den har god vattenlöslighet och stabilitet. CMC-Na kan bilda en högviskös lösning i vatten, med förtjocknings-, stabiliserings- och filmbildande egenskaper.
2. Applicering av natriumkarboximetylcellulosa i borrvätska
Förtjockningsmedel
CMC-Na används som förtjockningsmedel i borrvätska. Dess huvudsakliga funktion är att öka borrvätskans viskositet och förbättra dess förmåga att bära bergskär och borrkax. Den lämpliga viskositeten hos borrvätska kan effektivt förhindra att brunnsväggen kollapsar och bibehålla stabiliteten hos borrhålet.
Vätskeförlustreducering
Under borrningsprocessen kommer borrvätska att tränga in i formationens porer, vilket orsakar vattenförlust i borrvätskan, vilket inte bara slösar bort borrvätska, utan också kan orsaka kollaps av brunnsväggen och reservoarskador. Som en vätskeförlustreducerare kan CMC-Na bilda en tät filterkaka på brunnsväggen, vilket effektivt minskar filtreringsförlusten av borrvätska och skyddar formationen och brunnsväggen.
Smörjmedel
Under borrningsprocessen kommer friktionen mellan borrkronan och brunnsväggen att generera mycket värme, vilket resulterar i ökat slitage på borrverktyget. Smörjbarheten hos CMC-Na hjälper till att minska friktionen, minska slitaget på borrverktyget och förbättra borrningseffektiviteten.
Stabilisator
Borrvätska kan flockas eller brytas ned under hög temperatur och högt tryck och därmed förlora sin funktion. CMC-Na har god termisk stabilitet och saltbeständighet, och kan bibehålla stabiliteten hos borrvätska under tuffa förhållanden och förlänga dess livslängd.
3. Verkningsmekanism för natriumkarboximetylcellulosa
Viskositetsjustering
Den molekylära strukturen av CMC-Na innehåller ett stort antal karboximetylgrupper, som kan bilda vätebindningar i vatten för att öka lösningens viskositet. Genom att justera molekylvikten och substitutionsgraden för CMC-Na kan borrvätskans viskositet styras för att möta behoven för olika borrförhållanden.
Filtreringskontroll
CMC-Na-molekyler kan bilda en tredimensionell nätverksstruktur i vatten, som kan bilda en tät filterkaka på brunnsväggen och minska filtreringsförlusten av borrvätska. Bildandet av filterkakan beror inte bara på koncentrationen av CMC-Na, utan också på dess molekylvikt och substitutionsgrad.
Smörjning
CMC-Na-molekyler kan adsorberas på ytan av borrkronan och brunnsväggen i vatten för att bilda en smörjande film och minska friktionskoefficienten. Dessutom kan CMC-Na också indirekt minska friktionen mellan borrkronan och brunnsväggen genom att justera borrvätskans viskositet.
Termisk stabilitet
CMC-Na kan bibehålla stabiliteten hos sin molekylära struktur under höga temperaturer och är inte benägen för termisk nedbrytning. Detta beror på att karboxylgrupperna i dess molekyler kan bilda stabila vätebindningar med vattenmolekyler för att motstå skador vid hög temperatur. Dessutom har CMC-Na också god saltresistens och kan bibehålla sin prestanda i saltlösningar.
4. Appliceringsexempel på natriumkarboximetylcellulosa
I själva borrprocessen är appliceringseffekten av natriumkarboximetylcellulosa anmärkningsvärd. Till exempel, i ett djupbrunnsborrningsprojekt användes ett borrvätskesystem innehållande CMC-Na för att effektivt kontrollera stabiliteten och filtreringsförlusten i borrhålet, öka borrhastigheten och minska borrningskostnaderna. Dessutom används CMC-Na i stor utsträckning vid marin borrning, och dess goda saltbeständighet gör att den fungerar bra i den marina miljön.
Appliceringen av natriumkarboximetylcellulosa i borrvätska innefattar huvudsakligen fyra aspekter: förtjockning, minskning av vattenförlust, smörjning och stabilisering. Dess unika fysikaliska och kemiska egenskaper gör den till en oumbärlig komponent i borrvätskesystemet. Med den kontinuerliga utvecklingen av borrteknik kommer tillämpningsmöjligheterna för natriumkarboximetylcellulosa att bli bredare. I framtida forskning kan den molekylära strukturen och modifieringsmetoderna för CMC-Na optimeras för att ytterligare förbättra dess prestanda och möta behoven i mer komplexa borrmiljöer.
Posttid: 2024-jul-25