Natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na for kort) er en viktig vannløselig polymerforbindelse og er mye brukt i oljeborevæske. Dens unike egenskaper gjør den til en uunnværlig komponent i borevæskesystemet.
1. Grunnleggende egenskaper for natriumkarboksymetylcellulose
Natriumkarboksymetylcellulose er en anionisk celluloseeter generert av cellulose etter alkalibehandling og kloreddiksyre. Dens molekylære struktur inneholder et stort antall karboksymetylgrupper, noe som gjør at den har god vannløselighet og stabilitet. CMC-Na kan danne en høyviskositetsløsning i vann, med fortyknings-, stabiliserings- og filmdannende egenskaper.
2. Påføring av natriumkarboksymetylcellulose i borevæske
Fortykningsmiddel
CMC-Na brukes som fortykningsmiddel i borevæske. Dens hovedfunksjon er å øke viskositeten til borevæsken og forbedre dens evne til å bære steinskjær og borekaks. Den passende viskositeten til borevæsken kan effektivt forhindre brønnveggkollaps og opprettholde stabiliteten til brønnhullet.
Reduksjon av væsketap
Under boreprosessen vil borevæske trenge inn i porene i formasjonen, og forårsake vanntap i borevæsken, som ikke bare sløser med borevæske, men kan også forårsake brønnveggkollaps og reservoarskade. Som en væsketapsreduserende kan CMC-Na danne en tett filterkake på brønnveggen, effektivt redusere filtreringstapet av borevæske og beskytte formasjonen og brønnveggen.
Smøremiddel
Under boreprosessen vil friksjonen mellom borkronen og brønnveggen generere mye varme, noe som resulterer i økt slitasje på boreverktøyet. Smøreevnen til CMC-Na bidrar til å redusere friksjon, redusere slitasje på boreverktøyet og forbedre boreeffektiviteten.
Stabilisator
Borevæske kan flokkulere eller brytes ned under høy temperatur og høyt trykk, og dermed miste sin funksjon. CMC-Na har god termisk stabilitet og saltmotstand, og kan opprettholde stabiliteten til borevæske under tøffe forhold og forlenge levetiden.
3. Virkningsmekanisme for natriumkarboksymetylcellulose
Viskositetsjustering
Den molekylære strukturen til CMC-Na inneholder et stort antall karboksymetylgrupper, som kan danne hydrogenbindinger i vann for å øke viskositeten til løsningen. Ved å justere molekylvekten og substitusjonsgraden til CMC-Na, kan viskositeten til borevæsken kontrolleres for å møte behovene til forskjellige boreforhold.
Filtreringskontroll
CMC-Na-molekyler kan danne en tredimensjonal nettverksstruktur i vann, som kan danne en tett filterkake på brønnveggen og redusere filtreringstapet av borevæske. Dannelsen av filterkaken avhenger ikke bare av konsentrasjonen av CMC-Na, men også av dens molekylvekt og substitusjonsgrad.
Smøring
CMC-Na-molekyler kan adsorberes på overflaten av borekronen og brønnveggen i vann for å danne en smørefilm og redusere friksjonskoeffisienten. I tillegg kan CMC-Na også indirekte redusere friksjonen mellom borekronen og brønnveggen ved å justere viskositeten til borevæsken.
Termisk stabilitet
CMC-Na kan opprettholde stabiliteten til sin molekylære struktur under høye temperaturforhold og er ikke utsatt for termisk nedbrytning. Dette er fordi karboksylgruppene i molekylene kan danne stabile hydrogenbindinger med vannmolekyler for å motstå høytemperaturskader. I tillegg har CMC-Na også god saltmotstand og kan opprettholde ytelsen i saltvannsformasjoner.
4. Anvendelseseksempler på natriumkarboksymetylcellulose
I selve boreprosessen er påføringseffekten av natriumkarboksymetylcellulose bemerkelsesverdig. For eksempel, i et dypbrønnboringsprosjekt, ble et borevæskesystem inneholdende CMC-Na brukt for å effektivt kontrollere stabiliteten og filtreringstapet til brønnhullet, øke borehastigheten og redusere borekostnadene. I tillegg er CMC-Na også mye brukt i marin boring, og dens gode saltmotstand gjør at den fungerer godt i det marine miljøet.
Anvendelsen av natriumkarboksymetylcellulose i borevæske inkluderer hovedsakelig fire aspekter: fortykning, reduksjon av vanntap, smøring og stabilisering. Dens unike fysiske og kjemiske egenskaper gjør den til en uunnværlig komponent i borevæskesystemet. Med den kontinuerlige utviklingen av boreteknologi vil applikasjonsutsiktene for natriumkarboksymetylcellulose bli bredere. I fremtidig forskning kan den molekylære strukturen og modifikasjonsmetodene til CMC-Na optimaliseres for ytterligere å forbedre ytelsen og møte behovene til mer komplekse boremiljøer.
Innleggstid: 25. juli 2024