La carboximetilcelulosa de sodio (CMC-NA para corta) es un importante compuesto de polímero soluble en agua y se usa ampliamente en el líquido de perforación de aceite. Sus propiedades únicas lo convierten en un componente indispensable en el sistema de fluido de perforación.
1. Propiedades básicas de la carboximetilcelulosa de sodio
La carboximetilcelulosa de sodio es un éter de celulosa aniónica generada por celulosa después del tratamiento con álcali y ácido cloroacético. Su estructura molecular contiene una gran cantidad de grupos carboximetilo, lo que hace que tenga buena solubilidad y estabilidad de agua. CMC-NA puede formar una solución de alta viscosidad en el agua, con el engrosamiento, la estabilización y las propiedades de formación de películas.
2. Aplicación de carboximetilcelulosa de sodio en el líquido de perforación
Espesante
CMC-NA se usa como espesante en el fluido de perforación. Su función principal es aumentar la viscosidad del fluido de perforación y mejorar su capacidad para transportar esquejes de rocas y esquejes de perforación. La viscosidad apropiada del fluido de perforación puede evitar efectivamente el colapso de la pared del pozo y mantener la estabilidad del pozo.
Reductor de pérdida de fluido
Durante el proceso de perforación, el líquido de perforación penetrará en los poros de la formación, causando la pérdida de agua en el fluido de perforación, que no solo desperdicia el fluido de perforación, sino que también puede causar un colapso de pared y daños en el depósito de pozos. Como reductor de pérdida de líquido, CMC-NA puede formar un pastel de filtro denso en la pared del pozo, reduciendo efectivamente la pérdida de filtración del fluido de perforación y protegiendo la formación y la pared del pozo.
Lubricante
Durante el proceso de perforación, la fricción entre la broca y la pared del pozo generará mucho calor, lo que resulta en un mayor desgaste de la herramienta de perforación. La lubricidad de CMC-NA ayuda a reducir la fricción, reducir el desgaste de la herramienta de perforación y mejorar la eficiencia de perforación.
Estabilizador
El líquido de perforación puede flocular o degradarse a alta temperatura y alta presión, perdiendo así su función. CMC-NA tiene una buena estabilidad térmica y resistencia a la sal, y puede mantener la estabilidad de perforar líquido en condiciones duras y extender su vida útil.
3. Mecanismo de acción de la carboximetilcelulosa de sodio
Ajuste de viscosidad
La estructura molecular de CMC-NA contiene una gran cantidad de grupos carboximetilo, que pueden formar enlaces de hidrógeno en el agua para aumentar la viscosidad de la solución. Al ajustar el peso molecular y el grado de sustitución de CMC-NA, la viscosidad del fluido de perforación se puede controlar para satisfacer las necesidades de diferentes condiciones de perforación.
Control de filtración
Las moléculas de CMC-NA pueden formar una estructura de red tridimensional en el agua, que puede formar un pastel de filtro denso en la pared del pozo y reducir la pérdida de filtración del fluido de perforación. La formación de la torta del filtro depende no solo de la concentración de CMC-NA, sino también de su peso molecular y grado de sustitución.
Lubricación
Las moléculas CMC-NA se pueden adsorberse en la superficie de la broca y la pared del pozo en el agua para formar una película lubricante y reducir el coeficiente de fricción. Además, CMC-NA también puede reducir indirectamente la fricción entre la broca y la pared del pozo ajustando la viscosidad del fluido de perforación.
Estabilidad térmica
CMC-NA puede mantener la estabilidad de su estructura molecular en condiciones de alta temperatura y no es propenso a la degradación térmica. Esto se debe a que los grupos carboxilo en sus moléculas pueden formar enlaces de hidrógeno estables con moléculas de agua para resistir el daño de alta temperatura. Además, CMC-NA también tiene buena resistencia a la sal y puede mantener su rendimiento en formaciones salinas.
4. Ejemplos de aplicación de carboximetilcelulosa de sodio
En el proceso de perforación real, el efecto de aplicación de la carboximetil celulosa de sodio es notable. Por ejemplo, en un proyecto de perforación de pozo profundo, se utilizó un sistema de fluido de perforación que contiene CMC-NA para controlar efectivamente la pérdida de estabilidad y filtración del pozo, aumentar la velocidad de perforación y reducir el costo de perforación. Además, CMC-NA también se usa ampliamente en la perforación marina, y su buena resistencia a la sal hace que funcione bien en el ambiente marino.
La aplicación de carboximetilcelulosa de sodio en el líquido de perforación incluye principalmente cuatro aspectos: engrosamiento, reducción de la pérdida de agua, lubricación y estabilización. Sus propiedades físicas y químicas únicas lo convierten en un componente indispensable en el sistema de fluido de perforación. Con el desarrollo continuo de la tecnología de perforación, las perspectivas de aplicación de la carboximetilcelulosa de sodio serán más amplias. En futuras investigaciones, la estructura molecular y los métodos de modificación de CMC-NA se pueden optimizar para mejorar aún más su rendimiento y satisfacer las necesidades de entornos de perforación más complejos.
Tiempo de publicación: julio 25-2024