La carboximetil cel·lulosa (CMC) és un compost de polímer soluble en aigua comú àmpliament utilitzat en diversos camps industrials. Sobretot en la perforació i l’enginyeria del petroli, CMC té un paper important com a additiu de fang. Les seves funcions principals són millorar les propietats reològiques del fang, augmentar l’estabilitat del fang, millorar la lubricitat, reduir el desgast de la broca, etc.
1. Augmenta la viscositat del fang
La viscositat del fang és crucial per a les operacions de perforació. La viscositat massa baixa no pot eliminar eficaçment els talls generats durant la perforació i la viscositat massa alta afectarà la fluïdesa i l'eficiència del fang. CMC pot augmentar eficaçment la viscositat del fang interactuant amb molècules d’aigua a través del grup carboxilmetil en la seva estructura molecular. Les molècules CMC formen una estructura de xarxa a l’aigua, que pot absorbir l’aigua i inflar -se i augmentar la viscositat del líquid, millorant així les propietats reològiques del fang. Aquesta propietat té una gran importància per eliminar els talls i estabilitzar la paret del forat durant la perforació.
2.
Les propietats reològiques del fang (incloent viscositat, fluïdesa, etc.) són molt importants per al progrés suau de les operacions de perforació. CMC pot augmentar significativament la viscositat plàstica i el valor de rendiment del fang a una certa concentració, ajustar les propietats reològiques del fang i assegurar -se que el fang té una bona fluïdesa i lubricitat durant la perforació. L’augment de la viscositat ajuda a reduir la resistència al flux del fang, millorant així l’eficiència de la perforació i la reducció del desgast del bit de perforació causada per una resistència excessiva del flux durant la perforació.
3. Millora de l’estabilitat del fang
Durant el procés de perforació, l’estabilitat del fang és crucial, sobretot en diferents ambients geològics i canvis de temperatura. A causa de la seva bona solubilitat i estabilitat en aigua, CMC pot millorar la resistència a la calor i la resistència a la sal del fang, de manera que encara pot mantenir un alt rendiment en diferents condicions de perforació. El CMC pot formar una solució col·loidal estable en el fang, evitar que el fang es faci sedimentació, floculació i altres fenòmens i assegurar l’estabilitat a llarg termini del fang.
4. Augmenta la lubricitat del fang
Durant les operacions de perforació, la fricció entre el bit de perforació i la formació és inevitable. La fricció excessiva augmentarà el consum d’energia, reduirà l’eficiència de la perforació i fins i tot pot causar danys als equips. CMC pot augmentar significativament la lubricitat de fang, reduir el coeficient de fricció entre el bit de la perforació i la paret del forat, reduir el desgast del bit de perforació i millorar l’estabilitat operativa durant la perforació. La millora de la lubricitat ajuda a reduir el risc de col·lapse de la paret durant la perforació i ampliar la vida útil dels equips.
5. Bloquejar esquerdes i controlar la permeabilitat
En algunes condicions especials de perforació, com ara trobar una gran permeabilitat o formacions fracturades, CMC pot bloquejar eficaçment els porus i les esquerdes de la formació. Les molècules CMC tenen bones propietats gelificants i poden formar col·loides en líquids de perforació per reduir la permeabilitat de l’aigua en el fang. Aquest efecte de bloqueig ajuda a evitar que l’aigua del fang entri a la capa d’aigües subterrànies o a la capa de petroli i gas, reduint la contaminació i protegint els recursos subterranis.
6. Resistència a la sal i resistència a la temperatura
En alguns entorns de perforació d’alta salinitat i d’alta temperatura, CMC ha mostrat una adaptabilitat excel·lent. Els grups carboxil continguts en la seva estructura molecular es poden combinar eficaçment amb les molècules d’aigua per millorar la seva solubilitat i estabilitat en ambients d’aigua salada. Això permet que el CMC encara tingui un paper en espessir i estabilitzar el fang en els purins d’aigua salada. A més, CMC també té un cert grau de resistència a la temperatura i no és fàcil de descompondre’s en ambients d’alta temperatura, cosa que ajuda a mantenir el rendiment del fang en formacions d’alta temperatura.
7. Protecció del medi ambient
Amb la millora contínua dels requisits de protecció ambiental, moltes indústries treballen intensament per reduir la contaminació ambiental. En les operacions de perforació, els additius tradicionals de fang sovint contenen ingredients tòxics, que poden tenir un impacte negatiu en el medi ecològic. Com a producte natural, CMC deriva de fibres vegetals i es pot degradar ràpidament en aigua, cosa que té menys mal al medi. Per tant, és un additiu de fang verd i respectuós amb el medi ambient. Les seves propietats no tòxiques i degradables el converteixen en el material preferit en molts projectes de desenvolupament de petroli i gas.
8. Synergy amb altres additius
En aplicacions pràctiques, CMC es barreja sovint amb altres additius de fang (com la poliacrilamida, la bentonita, etc.). CMC pot sinergitzar amb aquests additius per millorar encara més la reologia, l'estabilitat i la lubricitat del fang. Per exemple, quan el CMC es barreja amb bentonita, pot millorar l’estabilitat col·loïdal del fang, evitar la sedimentació del fang durant l’ús i millorar l’adaptabilitat del fang en ambients d’alta temperatura i alta pressió.
La carboximetil cel·lulosa (CMC) té molts papers en el fang. No només pot augmentar la viscositat i la reologia del fang, millorar l’estabilitat i la lubricitat del fang, sinó que també millorar la protecció ambiental del fang, reduir el desgast d’equips durant la perforació i segellar eficaçment les esquerdes de la formació en condicions geològiques especials. Com a important additiu de fang de perforació, CMC té un excel·lent rendiment i àmplies perspectives d’aplicació, especialment en el camp de la protecció ambiental i la perforació eficient, mostrant el seu valor insubstituïble.
Posada Posada: FEB-20-2025