Карбоксиметил целлюлоза (CMC) представляет собой полимерное соединение, полученное химической модификацией природной целлюлозы, и широко используется во многих отраслях. В буровой жидкости карбоксиметил целлюлоза играет ключевую роль в качестве важного загустителя и стабилизатора. Это повышает эффективность и безопасность буровых операций за счет улучшения вязкости и реологических свойств буровой жидкости и ингибируя осаждения твердой фазы.
1. Основные свойства карбоксиметил целлюлозы
Химическая структура: молекулярная структура карбоксиметил целлюлозы содержит карбоксиметил (-Ch2coOH) заместителей, что делает его молекулы негативно заряженными и обладает определенной растворимостью и гидрофильностью. CMC получают путем этеринизации натуральных молекул целлюлозы и замены части гидроксила (OH) карбоксиметильными группами.
Растворимость воды: карбоксиметил целлюлоза имеет высокую растворимость в воде и образует вязкий коллоидный раствор. Это свойство делает его идеальным загустителем в бурной жидкости, которая может повысить подвесную способность и реологические свойства буровой жидкости.
Регулируемость: молекулярная масса CMC, степень замещения, растворимость и другие свойства могут быть скорректированы в соответствии с спросом. Это позволяет выбрать и оптимизировать в соответствии с фактическими потребностями в различных типах буровых жидкостей.
2. Роль карбоксиметил целлюлозы в буровых жидкостях
Эффект утолщения: карбоксиметил целлюлоза используется в качестве загустителя в буровых жидкостях для эффективного увеличения вязкости жидкости. Более высокая вязкость помогает подвешивать и транспортировать черенки, уменьшить отложение твердых частиц в буровой жидкости и предотвратить засорение скважины. Кроме того, эффект утолщения CMC может улучшить переносную способность буровой жидкости и гарантировать, что буровая жидкость все еще может сохранять хорошие реологические свойства в условиях высокой температуры и высокого давления.
Реологическая оптимизация свойства: реологические свойства буровой жидкости непосредственно влияют на эффективность и безопасность буровых операций. CMC может регулировать реологическую кривую буровой жидкости, чтобы иметь подходящее напряжение урожая и вязкость, чтобы справиться с различными буровыми средами. Его добавление может улучшить характеристики потока скважины буровой жидкости, так что буровая жидкость все еще может поддерживать стабильное состояние потока при столкновении с высокими скоростями потока или сложными геологическими условиями, и избежать чрезмерных колебаний давления.
Ингибирование осаждения твердой фазы: карбоксиметил целлюлоза может эффективно ингибировать образование осаждения твердой фазы в бурной жидкости и обеспечивать стабильность буровой жидкости. В процессе бурения сплошные фазовые осадки (такие как черенки, грязь и т. Д.) Войдут в буровую жидкость, когда вращается буровая бит. CMC помогает поддерживать суспензированные твердые частицы и предотвратить осадки, увеличивая вязкость и диспергируемость жидкости, тем самым поддерживая текучесть буровой жидкости.
Улучшить текучесть и уменьшить сопротивление: в глубоких скважинах или высокой температуре и скважинах высокого давления, когда текучесть буровой жидкости ухудшается, добавление CMC может эффективно повысить производительность его потока, снизить устойчивость к трениям жидкости и повысить эффективность бурения. В то же время CMC может уменьшить потерю испарения буровой жидкости и уменьшить трение между буровым битом и стенкой скважины, уменьшая потребление энергии при буровых операциях.
Смазка: CMC также может играть определенную смазывающую роль, уменьшить трение между буровым битом и стенкой скважины и уменьшить износ оборудования. Особенно при высокой температуре и высоком давлении и сложных геологических условиях, эффект смазки особенно важен.
Стабильность стенки скважины: CMC может усилить адгезию буровой жидкости, так что на поверхности стенки скважины образуется тонкая пленка, чтобы предотвратить разрушение стенки скважины. Особенно в мягких породах, глиняных слоях или сложных геологических условиях, которые подвержены коллапсу, эта роль CMC особенно важна.
3. Эффект применения карбоксиметил целлюлозы в буровой жидкости
Повышение эффективности бурения. Поскольку карбоксиметил целлюлоза может регулировать реологию буровой жидкости, она все еще может поддерживать хорошую текучесть и стабильность при высокой температуре и высоком давлении, тем самым повышая эффективность операций буровых операций и снижения времени и стоимости работы.
Повышение безопасности бурения: добавление CMC помогает стабилизировать стенку скважины, предотвратить коллапс стенки скважины и уменьшить износ оборудования. В то же время его эффект утолщения может улучшить способность переносительной жидкости и уменьшить трудности с эксплуатацией и угрозы безопасности, вызванные плохой текучести, буровой жидкости.
Широкая применимость: карбоксиметил целлюлоза может использоваться в различных типах буровых жидкостей, включая буровые жидкости на воде, буровые жидкости на масле и синтетические буровые жидкости. Это делает его широко применимым в разных средах бурения.
В качестве превосходного загустителя, модификатора стабилизатора и реологии применение карбоксиметил целлюлозы в бурных жидкостях имеет большое значение. Это может увеличить вязкость буровой жидкости, улучшить реологические свойства, ингибировать твердые осадки, уменьшить трение и повысить стабильность стенки скважины, что обеспечивает более эффективную и безопасную рабочую среду для буровых операций. С развитием науки и техники и непрерывной разработки технологий бурения, перспективы применения карбоксиметил целлюлозы в буровой жидкости будут шире.
Время публикации: 15-2025 февраля