Carboximetil celuloza (CMC) este un compus polimer obținut prin modificarea chimică a celulozei naturale și este utilizat pe scară largă în multe industrii. În forajul lichidului, carboximetil celuloza joacă un rol cheie ca îngroșare și stabilizator important. Îmbunătățește eficiența și siguranța operațiunilor de foraj prin îmbunătățirea vâscozității și proprietăților reologice ale lichidului de foraj și inhibarea precipitațiilor în fază solidă.
1. Proprietățile de bază ale carboximetil celulozei
Structura chimică: Structura moleculară a carboximetil celuloză conține substituenți carboximetil (-CH2COOH), ceea ce face ca moleculele sale să fie încărcate negativ și să aibă anumite solubilitate și hidrofilicitate în apă. CMC este obținut prin etherificarea moleculelor naturale de celuloză și înlocuirea unei părți a hidroxilului (OH) cu grupări carboximetil.
Solubilitatea apei: carboximetil celuloza are o solubilitate ridicată în apă și formează o soluție coloidală vâscoasă. Această proprietate îl face o îngroșare ideală în lichidul de foraj, ceea ce poate îmbunătăți capacitatea de suspensie și proprietățile reologice ale lichidului de foraj.
Reglare: Greutatea moleculară a CMC, gradul de substituție, solubilitatea și alte proprietăți pot fi ajustate în funcție de cerere. Acest lucru îi permite să fie selectat și optimizat în funcție de nevoile reale în diferite tipuri de lichide de foraj.
2. Rolul celulozei carboximetil în lichidele de foraj
Efectul de îngroșare: carboximetil celuloza este utilizat ca îngroșare a lichidelor de foraj pentru a crește eficient vâscozitatea lichidului. Vâscozitatea mai mare ajută la suspendarea și transportul butașilor, la reducerea depunerii particulelor solide în lichidul de foraj și la prevenirea blocării puțului. În plus, efectul de îngroșare a CMC poate îmbunătăți capacitatea de transport a lichidului de foraj și se poate asigura că lichidul de foraj poate menține în continuare proprietăți reologice bune în condiții de temperatură ridicată și de înaltă presiune.
Optimizarea proprietății reologice: Proprietățile reologice ale lichidului de foraj afectează în mod direct eficiența și siguranța operațiunilor de foraj. CMC poate ajusta curba reologică a lichidului de foraj, astfel încât să aibă un stres de randament adecvat și vâscozitate pentru a face față diferitelor medii de foraj. Adăugarea sa poate îmbunătăți caracteristicile de flux ale gaurii de foraj a lichidului de foraj, astfel încât lichidul de foraj poate menține în continuare o stare de debit stabilă atunci când se confruntă cu debite mari sau condiții geologice complexe și să evite fluctuațiile excesive de presiune.
Inhibă precipitațiile în fază solidă: carboximetil celuloza poate inhiba eficient formarea precipitațiilor în fază solidă în lichidul de foraj și poate asigura stabilitatea lichidului de foraj. În timpul procesului de foraj, precipitațiile în fază solidă (cum ar fi butași, noroi etc.) vor intra în lichidul de foraj pe măsură ce bitul de burghiu se rotește. CMC ajută la menținerea suspendată a particulelor solide și la prevenirea precipitațiilor prin creșterea vâscozității și dispersiei lichidului, menținând astfel fluiditatea lichidului de foraj.
Îmbunătățiți fluiditatea și reduceți tracțiunea: în puțuri profunde sau la temperaturi ridicate și puțuri de presiune ridicată, atunci când fluiditatea fluidului de foraj se deteriorează, adăugarea de CMC poate îmbunătăți eficient performanța de flux, poate reduce rezistența la frecare a fluidului și poate îmbunătăți eficiența forajului. În același timp, CMC poate reduce pierderea de evaporare a lichidului de foraj și poate reduce frecarea dintre bitul de burghiu și peretele puțului, reducând consumul de energie în operațiunile de foraj.
Lubrifiere: CMC poate juca, de asemenea, un anumit rol de lubrifiere, poate reduce frecarea dintre bitul de burghiu și peretele puțului și poate reduce uzura echipamentului. Mai ales sub temperatură ridicată și presiune ridicată și condiții geologice complexe, efectul de lubrifiere este deosebit de important.
Stabilitatea peretelui puțului: CMC poate îmbunătăți aderența lichidului de foraj, astfel încât se formează o peliculă subțire pe suprafața peretelui puțului pentru a preveni prăbușirea peretelui puțului. Mai ales în rocile moi, în straturile de lut sau în condiții geologice complexe care sunt predispuse la prăbușire, acest rol al CMC este deosebit de important.
3. Efectul de aplicare a celulozei carboximetil în lichidul de foraj
Îmbunătățirea eficienței forajului: Deoarece carboximetil celuloza poate ajusta reologia lichidului de foraj, poate menține în continuare o fluiditate și stabilitate bună la temperaturi ridicate și presiune ridicată, îmbunătățind astfel eficiența operațiunilor de foraj și reducerea timpului și costului de operare.
Îmbunătățirea siguranței forajului: adăugarea de CMC ajută la stabilizarea peretelui puțului, la prevenirea prăbușirii peretelui puțului și la reducerea uzurii echipamentelor în jos. În același timp, efectul său de îngroșare poate îmbunătăți capacitatea de transport a lichidului de foraj și poate reduce dificultățile operaționale și pericolele de siguranță cauzate de fluiditatea slabă a lichidului de foraj.
Aplicabilitate largă: Carboximetil celuloză poate fi utilizată în diferite tipuri de lichide de foraj, inclusiv lichide de foraj pe bază de apă, lichide de foraj pe bază de ulei și lichide sintetice de foraj. Acest lucru îl face pe scară largă în diferite medii de foraj.
Ca un excelent de îngroșare, stabilizator și modificator de reologie, aplicarea carboximetilului celuloză în lichidele de foraj are o semnificație deosebită. Poate crește vâscozitatea fluidului de foraj, poate îmbunătăți proprietățile reologice, poate inhiba precipitațiile solide, reduce frecarea și îmbunătățește stabilitatea peretelui puțului, oferind astfel un mediu de lucru mai eficient și mai sigur pentru operațiunile de foraj. Odată cu avansarea științei și tehnologiei și dezvoltarea continuă a tehnologiei de foraj, perspectivele de aplicare ale celulozei carboximetilului în lichidul de foraj vor fi mai largi.
Timpul post: 15-2025 februarie