Natri carboxymethyl cellulose (CMC-NA ngắn) là một hợp chất polymer hòa tan trong nước quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong chất lỏng khoan dầu. Các tính chất độc đáo của nó làm cho nó trở thành một thành phần không thể thiếu trong hệ thống chất lỏng khoan.
1. Tính chất cơ bản của natri carboxymethyl cellulose
Natri carboxymethyl cellulose là một ether cellulose anion được tạo ra bởi cellulose sau khi điều trị kiềm và axit chloroacetic. Cấu trúc phân tử của nó chứa một số lượng lớn các nhóm carboxymethyl, làm cho nó có độ hòa tan và ổn định nước tốt. CMC-NA có thể tạo thành dung dịch độ nhớt cao trong nước, với tính chất dày lên, ổn định và hình thành màng.
2. Áp dụng natri carboxymethyl cellulose trong chất lỏng khoan
Chất làm đặc
CMC-NA được sử dụng làm chất làm đặc trong chất lỏng khoan. Chức năng chính của nó là tăng độ nhớt của chất lỏng khoan và tăng cường khả năng mang theo cắt đá và cắt khoan. Độ nhớt thích hợp của chất lỏng khoan có thể ngăn ngừa sự sụp đổ tường tốt và duy trì sự ổn định của giếng khoan.
Chất giảm chất lỏng
Trong quá trình khoan, chất lỏng khoan sẽ xâm nhập vào lỗ chân lông của sự hình thành, gây mất nước trong chất lỏng khoan, không chỉ làm lãng phí chất lỏng mà còn có thể gây ra sự sụp đổ tường tốt và thiệt hại của hồ chứa. Là một bộ giảm mất chất lỏng, CMC-NA có thể tạo thành một chiếc bánh lọc dày đặc trên tường giếng, làm giảm hiệu quả sự mất chất lọc của chất lỏng và bảo vệ sự hình thành và tường giếng.
Chất bôi trơn
Trong quá trình khoan, ma sát giữa mũi khoan và tường giếng sẽ tạo ra rất nhiều nhiệt, dẫn đến sự hao mòn của công cụ khoan. Độ bôi trơn của CMC-NA giúp giảm ma sát, giảm hao mòn của dụng cụ khoan và cải thiện hiệu quả khoan.
Ổn định
Chất lỏng khoan có thể kết thúc hoặc xuống cấp dưới nhiệt độ cao và áp suất cao, do đó mất chức năng của nó. CMC-NA có độ ổn định nhiệt và khả năng chống muối tốt, và có thể duy trì sự ổn định của chất lỏng khoan trong điều kiện khắc nghiệt và kéo dài tuổi thọ dịch vụ của nó.
3. Cơ chế hoạt động của natri carboxymethyl cellulose
Điều chỉnh độ nhớt
Cấu trúc phân tử của CMC-NA chứa một số lượng lớn các nhóm carboxymethyl, có thể tạo thành liên kết hydro trong nước để tăng độ nhớt của dung dịch. Bằng cách điều chỉnh trọng lượng phân tử và mức độ thay thế của CMC-NA, độ nhớt của chất lỏng khoan có thể được kiểm soát để đáp ứng nhu cầu của các điều kiện khoan khác nhau.
Kiểm soát lọc
Các phân tử CMC-NA có thể tạo thành cấu trúc mạng ba chiều trong nước, có thể tạo thành một chiếc bánh lọc dày đặc trên tường giếng và giảm sự mất chất lọc của chất lỏng khoan. Sự hình thành của bánh lọc không chỉ phụ thuộc vào nồng độ của CMC-NA, mà còn vào trọng lượng phân tử và mức độ thay thế của nó.
Bôi trơn
Các phân tử CMC-NA có thể được hấp phụ trên bề mặt mũi khoan và tường giếng trong nước để tạo thành màng bôi trơn và giảm hệ số ma sát. Ngoài ra, CMC-NA cũng có thể gián tiếp giảm ma sát giữa mũi khoan và thành giếng bằng cách điều chỉnh độ nhớt của chất lỏng khoan.
Ổn định nhiệt
CMC-NA có thể duy trì tính ổn định của cấu trúc phân tử trong điều kiện nhiệt độ cao và không dễ bị phân hủy nhiệt. Điều này là do các nhóm carboxyl trong các phân tử của nó có thể hình thành các liên kết hydro ổn định với các phân tử nước để chống lại thiệt hại nhiệt độ cao. Ngoài ra, CMC-NA cũng có khả năng chống muối tốt và có thể duy trì hiệu suất của nó trong các thành tạo nước muối.
4. Ví dụ ứng dụng của natri carboxymethyl cellulose
Trong quá trình khoan thực tế, hiệu ứng ứng dụng của natri carboxymethyl cellulose là đáng chú ý. Ví dụ, trong một dự án khoan sâu, một hệ thống chất lỏng khoan có chứa CMC-NA đã được sử dụng để kiểm soát hiệu quả sự ổn định và mất lọc của giếng khoan, tăng tốc độ khoan và giảm chi phí khoan. Ngoài ra, CMC-NA cũng được sử dụng rộng rãi trong khoan biển, và khả năng chống muối tốt của nó làm cho nó hoạt động tốt trong môi trường biển.
Việc áp dụng natri carboxymethyl cellulose trong chất lỏng khoan chủ yếu bao gồm bốn khía cạnh: làm dày, giảm mất nước, bôi trơn và ổn định. Các tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó làm cho nó trở thành một thành phần không thể thiếu trong hệ thống chất lỏng khoan. Với sự phát triển liên tục của công nghệ khoan, triển vọng ứng dụng của natri carboxymethyl cellulose sẽ rộng hơn. Trong nghiên cứu trong tương lai, cấu trúc phân tử và phương pháp sửa đổi của CMC-NA có thể được tối ưu hóa để cải thiện hơn nữa hiệu suất của nó và đáp ứng nhu cầu của môi trường khoan phức tạp hơn.
Thời gian đăng: tháng 7-25-2024