Natriumcarboxymethylcellulose (kurz CMC-NA) ist eine wichtige wasserlösliche Polymerverbindung und wird in Ölbohrflüssigkeit weit verbreitet. Seine einzigartigen Eigenschaften machen es zu einer unverzichtbaren Komponente im Bohrflüssigkeitssystem.
1. Grundeigenschaften von Natriumcarboxymethylcellulose
Natriumcarboxymethylcellulose ist ein anionischer Celluloseether, das durch Cellulose nach Alkali -Behandlung und Chloressigsäure erzeugt wird. Die molekulare Struktur enthält eine große Anzahl von Carboxymethylgruppen, wodurch sie eine gute Wasserlöslichkeit und Stabilität aufweist. CMC-NA kann eine hohe Viskositätslösung im Wasser mit Verdickung, Stabilisierung und filmbildenden Eigenschaften bilden.
2. Anwendung von Natriumcarboxymethylcellulose in Bohrflüssigkeit
Verdickungsmittel
CMC-NA wird als Verdickungsmittel in Bohrflüssigkeit verwendet. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Viskosität von Bohrflüssigkeit zu erhöhen und die Fähigkeit zu verbessern, Gesteinsschnitte zu tragen und Stecklinge zu bohren. Die geeignete Viskosität der Bohrflüssigkeit kann den Einstieg der Brunnenwand effektiv verhindern und die Stabilität des Bohrlochs aufrechterhalten.
Flüssigkeitsverlust Reduzierer
Während des Bohrprozesses dringt die Bohrflüssigkeit in die Poren der Formation ein, was zu Wasserverlust in der Bohrflüssigkeit führt, die nicht nur die Bohrflüssigkeit verschwendet, sondern auch einen Brunnen -Wandkollaps und die Schädigung des Reservoirs verursachen kann. Als Flüssigkeitsverlust Reducer kann CMC-NA einen dichten Filterkuchen an der Brunnenwand bilden, wodurch der Filtrationsverlust von Bohrflüssigkeit effektiv reduziert und die Bildung und die Brunnenwand geschützt wird.
Schmiermittel
Während des Bohrprozesses erzeugt die Reibung zwischen dem Bohrer und der Brunnenwand viel Wärme, was zu einem erhöhten Verschleiß des Bohrwerkzeugs führt. Die Schmierung von CMC-NA trägt dazu bei, die Reibung zu verringern, den Verschleiß des Bohrwerkzeugs zu verringern und die Bohreffizienz zu verbessern.
Stabilisator
Bohrflüssigkeit kann unter hoher Temperatur und hohem Druck flocken oder sich verschlechtern, wodurch seine Funktion verliert. CMC-NA hat eine gute thermische Stabilität und Salzbeständigkeit und kann die Stabilität der Bohrflüssigkeit unter harten Bedingungen aufrechterhalten und ihre Lebensdauer verlängern.
3. Wirkungsmechanismus von Natriumcarboxymethylcellulose
Viskositätsanpassung
Die molekulare Struktur von CMC-NA enthält eine große Anzahl von Carboxymethylgruppen, die Wasserstoffbrückenbindungen im Wasser bilden können, um die Viskosität der Lösung zu erhöhen. Durch die Einstellung des Molekulargewichts und des Substitutionsgrades von CMC-NA kann die Viskosität der Bohrflüssigkeit kontrolliert werden, um den Bedürfnissen unterschiedlicher Bohrbedingungen zu erfüllen.
Filtrationskontrolle
CMC-NA-Moleküle können eine dreidimensionale Netzwerkstruktur in Wasser bilden, die einen dichten Filterkuchen an der Brunnenwand bilden und den Filtrationsverlust der Bohrflüssigkeit verringern kann. Die Bildung des Filterkuchens hängt nicht nur von der Konzentration von CMC-NA ab, sondern auch von seinem Molekulargewicht und Substitutionsgrad.
Schmierung
CMC-NA-Moleküle können auf der Oberfläche des Bohrers und der Brunnenwand in Wasser adsorbiert werden, um einen Schmierfilm zu bilden und den Reibungskoeffizienten zu verringern. Darüber hinaus kann CMC-NA indirekt die Reibung zwischen dem Bohrer und der Brunnenwand durch Einstellen der Viskosität der Bohrflüssigkeit reduzieren.
Wärmestabilität
CMC-NA kann die Stabilität seiner molekularen Struktur unter hohen Temperaturbedingungen aufrechterhalten und ist nicht anfällig für den thermischen Abbau. Dies liegt daran, dass die Carboxylgruppen in ihren Molekülen stabile Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen bilden können, um hohen Temperaturschäden zu widerstehen. Darüber hinaus hat CMC-NA eine gute Salzbeständigkeit und kann seine Leistung in Kochsalzlösung aufrechterhalten.
4. Anwendungsbeispiele für Natriumcarboxymethylcellulose
Im tatsächlichen Bohrprozess ist der Anwendungseffekt von Natriumcarboxymethylcellulose bemerkenswert. Beispielsweise wurde in einem tiefen Bohrprojekt ein Bohrflüssigkeitssystem, das CMC-NA enthielt, verwendet, um die Stabilität und den Filtrationsverlust des Bohrlochs effektiv zu steuern, die Bohrgeschwindigkeit zu erhöhen und die Bohrkosten zu senken. Darüber hinaus wird CMC-NA häufig bei Meeresbohrungen eingesetzt, und seine gute Salzbeständigkeit macht es in der Meeresumgebung gut ab.
Die Anwendung von Natriumcarboxymethylcellulose in Bohrflüssigkeit umfasst hauptsächlich vier Aspekte: Verdickung, Verringerung des Wasserverlusts, Schmierung und Stabilisierung. Die einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften machen es zu einer unverzichtbaren Komponente im Bohrflüssigkeitssystem. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Bohrtechnologie werden die Anwendungsaussichten für Natriumcarboxymethylcellulose breiter sein. In der zukünftigen Forschung können die molekularen Struktur- und Modifikationsmethoden von CMC-NA optimiert werden, um ihre Leistung weiter zu verbessern und die Bedürfnisse komplexerer Bohrumgebungen zu erfüllen.
Postzeit: Jul-25. bis 2024