Natriumkarboksimetyyliselluloosa (lyhyt CMC-NA) on tärkeä vesiliukoinen polymeeriyhdiste ja sitä käytetään laajasti öljynporausnesteessä. Sen ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät siitä välttämättömän komponentin porausnestejärjestelmässä.
1. Natriumkarboksimetyyliselluloosan emäksiset ominaisuudet
Natriumkarboksimetyyliselluloosa on anioninen selluloosaeetteri, joka on tuotettu selluloosan avulla alkalikäsittelyn ja kloorioetikkahapon jälkeen. Sen molekyylirakenne sisältää suuren määrän karboksimetyyliryhmiä, mikä tekee siitä hyvän veden liukoisuuden ja stabiilisuuden. CMC-NA voi muodostaa korkean viskositeettiliuoksen vedessä, paksuuntumis-, stabilointi- ja kalvonmuodostusominaisuuksilla.
2. Natriumkarboksimetyyliselluloosan levitys porausnesteessä
Sakeutusaine
CMC-NA: ta käytetään sakeutusaineena porausnesteessä. Sen päätehtävä on lisätä porausnesteen viskositeettia ja parantaa sen kykyä kuljettaa kivipistokkeita ja porauslevyjä. Porausnesteen sopiva viskositeetti voi tehokkaasti estää seinämän romahtamisen ja ylläpitää kairanruoren stabiilisuutta.
Fluidihäviö
Porausprosessin aikana porausneste tunkeutuu muodostumisen huokosiin aiheuttaen veden menetystä porausnesteessä, mikä ei vain tuhlaa porausnestettä, vaan voi myös aiheuttaa hyvin seinämän romahtamista ja säiliövaurioita. Nesteen menetyksen pelkistimenä CMC-NA voi muodostaa tiheän suodatinkakun kaivoseinämään, vähentäen tehokkaasti porausnesteen suodatushäviötä ja suojaamalla muodostumista ja kaivoseinämää.
Voiteluaine
Porausprosessin aikana poranterän ja kaivoseinämän välinen kitka tuottaa paljon lämpöä, mikä johtaa poraustyökalun lisääntyneeseen kulumiseen. CMC-NA: n voitelu auttaa vähentämään kitkaa, vähentämään poraustyökalun kulumista ja parantamaan poraustehokkuutta.
Stabilointiaine
Porausneste voi flokkuloida tai hajota korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa, menettäen siten sen toiminnan. CMC-NA: lla on hyvä lämpöstabiilisuus ja suolavastus, ja se voi ylläpitää porausnesteen stabiilisuutta ankarissa olosuhteissa ja pidentää sen käyttöikä.
3. Natriumkarboksimetyyliselluloosan vaikutusmekanismi
Viskositeetin säätö
CMC-Na: n molekyylirakenne sisältää suuren määrän karboksimetyyliryhmiä, jotka voivat muodostaa vety sidoksia vedessä liuoksen viskositeetin lisäämiseksi. Säätämällä CMC-NA: n molekyylipaino- ja substituutioastetta porausnesteen viskositeettia voidaan hallita erilaisten porausolosuhteiden tarpeiden tyydyttämiseksi.
Suodatusohjaus
CMC-NA-molekyylit voivat muodostaa kolmiulotteisen verkkorakenteen vedessä, joka voi muodostaa tiheän suodatinkakun kaivoseinämään ja vähentää porausnesteen suodatushäviötä. Suodatinkakun muodostuminen riippuu paitsi CMC-NA: n konsentraatiosta, myös sen molekyylipaino- ja substituutioasteesta.
Voitelu
CMC-NA-molekyylit voidaan adsorboida poranterän pinnalla ja vedessä oleva kaivoseinämä voitelukalvon muodostamiseksi ja kitkakerroimen vähentämiseksi. Lisäksi CMC-NA voi myös epäsuorasti vähentää porausbitin ja kaivoseinämän välistä kitkaa säätämällä porausnesteen viskositeettia.
Lämmönvakaus
CMC-NA voi ylläpitää sen molekyylirakenteen stabiilisuutta korkeissa lämpötilan olosuhteissa eikä ole alttiita lämmön hajoamiselle. Tämä johtuu siitä, että sen molekyylien karboksyyliryhmät voivat muodostaa stabiileja vety sidoksia vesimolekyyleillä korkean lämpötilan vaurion kestämiseksi. Lisäksi CMC-NA: lla on myös hyvä suolavastus ja se voi säilyttää sen suorituskyvyn suolaliuoksissa.
4. Levitysesimerkkejä natriumkarboksimetyyliselluloosasta
Todellisessa porausprosessissa natriumkarboksimetyyliselluloosan levitysvaikutus on huomattava. Esimerkiksi syvässä kaivojen porausprojektissa käytettiin CMC-NA: ta sisältävää porausnestejärjestelmää kairanreiän stabiilisuuden ja suodatushäviön tehokkaaseen hallintaan, porausnopeuden lisäämiseen ja porauskustannusten vähentämiseen. Lisäksi CMC-NA: ta käytetään myös laajasti meria poraamisessa, ja sen hyvä suolaresistenssi saa sen toimimaan hyvin meriympäristössä.
Natriumkarboksimetyyliselluloosan levittäminen porausnesteeseen sisältää pääasiassa neljää näkökohtaa: sakeuttaminen, veden menetyksen vähentäminen, voitelu ja stabilointi. Sen ainutlaatuiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet tekevät siitä välttämättömän komponentin porausnestejärjestelmässä. Poraustekniikan jatkuvan kehityksen myötä natriumkarboksimetyyliselluloosan sovellusnäkymät ovat laajempia. Tulevaisuuden tutkimuksessa CMC-NA: n molekyylirakenne ja modifikaatiomenetelmät voidaan optimoida sen suorituskyvyn parantamiseksi ja monimutkaisempien porausympäristöjen tarpeiden tyydyttämiseksi.
Viestin aika: heinäkuu-25-2024