Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na forkortet) er en vigtig vandopløselig polymerforbindelse og er meget udbredt i olieborevæske. Dens unikke egenskaber gør den til en uundværlig komponent i borevæskesystemet.
1. Grundlæggende egenskaber af natriumcarboxymethylcellulose
Natriumcarboxymethylcellulose er en anionisk celluloseether dannet af cellulose efter alkalibehandling og chloreddikesyre. Dens molekylære struktur indeholder et stort antal carboxymethylgrupper, hvilket gør det har god vandopløselighed og stabilitet. CMC-Na kan danne en højviskositetsopløsning i vand med fortykkende, stabiliserende og filmdannende egenskaber.
2. Anvendelse af natriumcarboxymethylcellulose i borevæske
Fortykningsmiddel
CMC-Na anvendes som fortykningsmiddel i borevæske. Dens hovedfunktion er at øge viskositeten af borevæske og forbedre dens evne til at bære klippespåner og borespåner. Den passende viskositet af borevæske kan effektivt forhindre brøndvægskollaps og opretholde stabiliteten af brøndboringen.
Reducerer væsketab
Under boreprocessen vil borevæske trænge ind i formationens porer, hvilket forårsager vandtab i borevæsken, hvilket ikke kun spilder borevæske, men også kan forårsage brøndvægskollaps og reservoirskade. Som en reduktion af væsketab kan CMC-Na danne en tæt filterkage på brøndvæggen, hvilket effektivt reducerer filtreringstabet af borevæske og beskytter formationen og brøndvæggen.
Smøremiddel
Under boreprocessen vil friktionen mellem borehovedet og brøndvæggen generere meget varme, hvilket resulterer i øget slid på boreværktøjet. Smøreevnen af CMC-Na hjælper med at reducere friktionen, reducere slid på boreværktøjet og forbedre boreeffektiviteten.
Stabilisator
Borevæske kan flokkulere eller nedbrydes under høj temperatur og højt tryk og dermed miste sin funktion. CMC-Na har god termisk stabilitet og saltbestandighed, og kan opretholde stabiliteten af borevæske under barske forhold og forlænge dens levetid.
3. Virkningsmekanisme for natriumcarboxymethylcellulose
Viskositetsjustering
Den molekylære struktur af CMC-Na indeholder et stort antal carboxymethylgrupper, som kan danne hydrogenbindinger i vand for at øge opløsningens viskositet. Ved at justere molekylvægten og substitutionsgraden af CMC-Na kan borevæskens viskositet kontrolleres for at imødekomme behovene ved forskellige boreforhold.
Filtrering kontrol
CMC-Na-molekyler kan danne en tredimensionel netværksstruktur i vand, som kan danne en tæt filterkage på brøndvæggen og reducere filtreringstabet af borevæske. Dannelsen af filterkagen afhænger ikke kun af koncentrationen af CMC-Na, men også af dens molekylvægt og substitutionsgrad.
Smøring
CMC-Na-molekyler kan adsorberes på overfladen af borekronen og brøndvæggen i vand for at danne en smørende film og reducere friktionskoefficienten. Derudover kan CMC-Na også indirekte reducere friktionen mellem borekronen og brøndvæggen ved at justere borevæskens viskositet.
Termisk stabilitet
CMC-Na kan opretholde stabiliteten af sin molekylære struktur under høje temperaturforhold og er ikke tilbøjelig til termisk nedbrydning. Dette skyldes, at carboxylgrupperne i dets molekyler kan danne stabile hydrogenbindinger med vandmolekyler for at modstå højtemperaturskader. Derudover har CMC-Na også god saltresistens og kan bevare sin ydeevne i saltvandsformationer.
4. Anvendelseseksempler på natriumcarboxymethylcellulose
I selve boreprocessen er påføringseffekten af natriumcarboxymethylcellulose bemærkelsesværdig. For eksempel blev et borevæskesystem, der indeholdt CMC-Na, brugt i et dybt brøndboringsprojekt til effektivt at kontrollere brøndboringens stabilitet og filtreringstab, øge borehastigheden og reducere boreomkostningerne. Derudover er CMC-Na også meget brugt til marineboringer, og dens gode saltbestandighed gør, at den klarer sig godt i havmiljøet.
Anvendelsen af natriumcarboxymethylcellulose i borevæske omfatter hovedsageligt fire aspekter: fortykkelse, reduktion af vandtab, smøring og stabilisering. Dens unikke fysiske og kemiske egenskaber gør den til en uundværlig komponent i borevæskesystemet. Med den kontinuerlige udvikling af boreteknologi vil anvendelsesmulighederne for natriumcarboxymethylcellulose blive bredere. I fremtidig forskning kan CMC-Nas molekylære struktur og modifikationsmetoder optimeres for yderligere at forbedre dets ydeevne og opfylde behovene i mere komplekse boremiljøer.
Indlægstid: 25-jul-2024