Primena natrijum karboksimetil celuloze u tečnosti za bušenje

Natrijum karboksimetil celuloza (skraćeno CMC-Na) je važno polimerno jedinjenje rastvorljivo u vodi i široko se koristi u tečnostima za bušenje nafte. Njegova jedinstvena svojstva čine ga nezamjenjivom komponentom u sistemu tekućine za bušenje.

1. Osnovna svojstva natrijum karboksimetil celuloze

Natrijum karboksimetil celuloza je anjonski eter celuloze koji nastaje od celuloze nakon alkalne obrade i hloroctene kiseline. Njegova molekularna struktura sadrži veliki broj karboksimetilnih grupa, što ga čini dobro topivim i stabilnim u vodi. CMC-Na može formirati rastvor visokog viskoziteta u vodi, sa svojstvima zgušnjavanja, stabilizacije i stvaranja filma.

2. Primena natrijum karboksimetil celuloze u tečnosti za bušenje

Zgušnjivač

CMC-Na se koristi kao zgušnjivač u tečnosti za bušenje. Njegova glavna funkcija je da poveća viskozitet bušaćeg fluida i poboljša njegovu sposobnost nošenja kamena i bušotine. Odgovarajući viskozitet tečnosti za bušenje može efikasno sprečiti urušavanje zida bušotine i održati stabilnost bušotine.

Reduktor gubitka tečnosti

Tokom procesa bušenja, tekućina za bušenje će prodrijeti u pore formacije, uzrokujući gubitak vode u tekućini za bušenje, koja ne samo da troši tekućinu za bušenje, već može uzrokovati i urušavanje zida bunara i oštećenje rezervoara. Kao sredstvo za smanjenje gubitka tečnosti, CMC-Na može formirati gust filterski kolač na zidu bušotine, efikasno smanjujući gubitak filtracije bušaće tečnosti i štiteći formaciju i zid bunara.

Lubricant

Tokom procesa bušenja, trenje između burgije i zida bušotine će stvoriti mnogo topline, što će rezultirati povećanim trošenjem alata za bušenje. Podmazivanje CMC-Na pomaže u smanjenju trenja, smanjenju habanja alata za bušenje i poboljšanju efikasnosti bušenja.

Stabilizator

Tečnost za bušenje može flokulirati ili degradirati pod visokom temperaturom i visokim pritiskom i tako izgubiti svoju funkciju. CMC-Na ima dobru termičku stabilnost i otpornost na sol, te može održati stabilnost bušaće tekućine u teškim uvjetima i produžiti vijek trajanja.

3. Mehanizam djelovanja natrijum karboksimetil celuloze

Podešavanje viskoziteta

Molekularna struktura CMC-Na sadrži veliki broj karboksimetil grupa, koje mogu formirati vodikove veze u vodi kako bi povećale viskozitet otopine. Podešavanjem molekularne težine i stepena supstitucije CMC-Na, viskozitet tečnosti za bušenje može se kontrolisati kako bi se zadovoljile potrebe različitih uslova bušenja.

Kontrola filtracije

Molekuli CMC-Na mogu formirati trodimenzionalnu mrežnu strukturu u vodi, koja može formirati gust filterski kolač na zidu bušotine i smanjiti gubitak filtracije tekućine za bušenje. Formiranje filterskog kolača ne zavisi samo od koncentracije CMC-Na, već i od njegove molekularne težine i stepena supstitucije.

Podmazivanje

Molekuli CMC-Na mogu se adsorbirati na površini bušotine i zidu bunara u vodi kako bi formirali film za podmazivanje i smanjili koeficijent trenja. Osim toga, CMC-Na također može indirektno smanjiti trenje između svrdla i zida bušotine podešavanjem viskoziteta tekućine za bušenje.

Termička stabilnost

CMC-Na može održati stabilnost svoje molekularne strukture u uvjetima visoke temperature i nije sklon termičkoj degradaciji. To je zato što karboksilne grupe u njegovim molekulima mogu formirati stabilne vodikove veze s molekulima vode kako bi se oduprle oštećenju visoke temperature. Osim toga, CMC-Na također ima dobru otpornost na sol i može održati svoje performanse u slanim formacijama. 

4. Primjeri primjene natrijum karboksimetil celuloze

U stvarnom procesu bušenja, efekat primene natrijum karboksimetil celuloze je izuzetan. Na primjer, u projektu dubokog bušenja bunara, sistem tekućine za bušenje koji sadrži CMC-Na korišten je za efikasnu kontrolu stabilnosti i gubitka filtracije u bušotini, povećanje brzine bušenja i smanjenje troškova bušenja. Osim toga, CMC-Na se također široko koristi u pomorskom bušenju, a njegova dobra otpornost na sol čini ga dobrim performansama u morskom okruženju.

Primjena natrijum karboksimetil celuloze u tekućini za bušenje uglavnom uključuje četiri aspekta: zgušnjavanje, smanjenje gubitka vode, podmazivanje i stabilizacija. Njegova jedinstvena fizička i hemijska svojstva čine ga nezamenljivom komponentom u sistemu tečnosti za bušenje. Uz kontinuirani razvoj tehnologije bušenja, izgledi za primjenu natrijum karboksimetil celuloze će biti širi. U budućim istraživanjima, molekularna struktura i metode modifikacije CMC-Na mogu se optimizirati kako bi se dodatno poboljšale njegove performanse i zadovoljile potrebe složenijih okruženja za bušenje.