Natrio karboksimetilceliuliozė (sutrumpintai CMC-Na) yra svarbus vandenyje tirpus polimerinis junginys ir plačiai naudojamas naftos gręžimo skystyje. Dėl unikalių savybių jis yra nepakeičiamas gręžimo skysčio sistemos komponentas.
1. Pagrindinės natrio karboksimetilceliuliozės savybės
Natrio karboksimetilceliuliozė yra anijoninis celiuliozės eteris, susidarantis iš celiuliozės po apdorojimo šarmais ir chloracto rūgštimi. Jo molekulinėje struktūroje yra daug karboksimetilo grupių, todėl jis gerai tirpsta vandenyje ir yra stabilus. CMC-Na gali sudaryti didelio klampumo tirpalą vandenyje, pasižymintį tirštinimo, stabilizavimo ir plėvelės formavimo savybėmis.
2. Natrio karboksimetilceliuliozės panaudojimas gręžimo skystyje
Tirštiklis
CMC-Na naudojamas kaip tirštiklis gręžimo skystyje. Pagrindinė jo funkcija yra padidinti gręžimo skysčio klampumą ir pagerinti jo gebėjimą pernešti uolienų ir gręžimo atraižas. Tinkamas gręžimo skysčio klampumas gali veiksmingai užkirsti kelią gręžinio sienelės griūtims ir išlaikyti gręžinio stabilumą.
Skysčių nuostolių mažinimo priemonė
Gręžimo proceso metu gręžimo skystis prasiskverbs į darinio poras, sukeldamas vandens praradimą gręžimo skystyje, dėl kurio ne tik eikvojamas gręžimo skystis, bet ir gali sugriūti gręžinio sienelė bei pažeisti rezervuarą. Kaip skysčių nuostolių mažinimo priemonė, CMC-Na gali suformuoti tankų filtro sluoksnį ant šulinio sienelės, efektyviai sumažindamas gręžimo skysčio filtravimo nuostolius ir apsaugodamas formaciją bei šulinio sienelę.
Lubrikantas
Gręžimo proceso metu dėl trinties tarp grąžto ir šulinio sienelės susidarys daug šilumos, dėl to padidės gręžimo įrankio susidėvėjimas. CMC-Na tepimas padeda sumažinti trintį, sumažinti gręžimo įrankio susidėvėjimą ir pagerinti gręžimo efektyvumą.
Stabilizatorius
Esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui gręžimo skystis gali flokuliuoti arba suirti, todėl praras savo funkciją. CMC-Na turi gerą šiluminį stabilumą ir atsparumą druskai, gali išlaikyti gręžimo skysčio stabilumą atšiauriomis sąlygomis ir pailginti jo tarnavimo laiką.
3. Natrio karboksimetilceliuliozės veikimo mechanizmas
Klampumo reguliavimas
CMC-Na molekulinėje struktūroje yra daug karboksimetilo grupių, kurios gali sudaryti vandenilio ryšius vandenyje, kad padidintų tirpalo klampumą. Reguliuojant CMC-Na molekulinę masę ir pakeitimo laipsnį, galima kontroliuoti gręžimo skysčio klampumą, kad jis atitiktų skirtingų gręžimo sąlygų poreikius.
Filtravimo valdymas
CMC-Na molekulės vandenyje gali sudaryti trimatį tinklo struktūrą, kuri gali sudaryti tankų filtro pyragą ant šulinio sienelės ir sumažinti gręžimo skysčio filtravimo nuostolius. Filtro pyrago susidarymas priklauso ne tik nuo CMC-Na koncentracijos, bet ir nuo jo molekulinės masės bei pakeitimo laipsnio.
Tepimas
CMC-Na molekulės gali būti adsorbuojamos ant grąžto paviršiaus ir šulinio sienelės vandenyje, kad susidarytų tepimo plėvelė ir sumažėtų trinties koeficientas. Be to, CMC-Na taip pat gali netiesiogiai sumažinti trintį tarp grąžto ir šulinio sienelės, reguliuodamas gręžimo skysčio klampumą.
Šiluminis stabilumas
CMC-Na gali išlaikyti savo molekulinės struktūros stabilumą esant aukštai temperatūrai ir nėra linkęs į terminį skilimą. Taip yra todėl, kad jo molekulėse esančios karboksilo grupės gali sudaryti stabilius vandenilio ryšius su vandens molekulėmis, kad būtų atsparios aukštos temperatūros pažeidimams. Be to, CMC-Na taip pat turi gerą atsparumą druskai ir gali išlaikyti savo veikimą druskingose dariniuose.
4. Natrio karboksimetilceliuliozės taikymo pavyzdžiai
Faktiniame gręžimo procese natrio karboksimetilceliuliozės naudojimo poveikis yra puikus. Pavyzdžiui, giluminio gręžinio gręžimo projekte buvo naudojama gręžimo skysčio sistema, kurioje yra CMC-Na, siekiant veiksmingai kontroliuoti gręžinio stabilumą ir filtravimo nuostolius, padidinti gręžimo greitį ir sumažinti gręžimo išlaidas. Be to, CMC-Na taip pat plačiai naudojamas gręžiant jūroje, o dėl gero atsparumo druskai jis puikiai veikia jūrinėje aplinkoje.
Natrio karboksimetilceliuliozės panaudojimas gręžimo skystyje daugiausia apima keturis aspektus: tirštinimą, vandens nuostolių mažinimą, tepimą ir stabilizavimą. Dėl unikalių fizinių ir cheminių savybių jis yra nepakeičiamas gręžimo skysčio sistemos komponentas. Nuolat tobulinant gręžimo technologiją, natrio karboksimetilceliuliozės taikymo perspektyvos bus platesnės. Būsimuose tyrimuose CMC-Na molekulinė struktūra ir modifikavimo metodai gali būti optimizuoti, kad būtų dar labiau pagerintas jo veikimas ir atitiktų sudėtingesnės gręžimo aplinkos poreikius.
Paskelbimo laikas: 2024-07-25