Η καρβοξυμεθυλ κυτταρίνη νατρίου (CMC-NA για συντομία) είναι μια σημαντική υδατοδιαλυτή πολυμερή ένωση και χρησιμοποιείται ευρέως σε υγρό γεώτρησης λαδιού. Οι μοναδικές του ιδιότητες καθιστούν ένα απαραίτητο στοιχείο στο σύστημα υγρών γεώτρησης.
1. Βασικές ιδιότητες της καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου
Η καρβοξυμεθυλ κυτταρίνη νατρίου είναι ένας αιθέρα κυτταρίνης που παράγεται από κυτταρίνη μετά από αλκαλική αγωγή και χλωροξικό οξύ. Η μοριακή του δομή περιέχει μεγάλο αριθμό ομάδων καρβοξυμεθυλίου, γεγονός που την καθιστά καλή διαλυτότητα υδατοστεγές και σταθερότητα. Το CMC-NA μπορεί να σχηματίσει ένα διάλυμα υψηλού ιξώδους σε νερό, με ιδιότητες πάχυνσης, σταθεροποίησης και σχηματισμού μεμβράνης.
2. Εφαρμογή καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου σε υγρό διάτρησης
Πυκνώνων
Το CMC-NA χρησιμοποιείται ως πυκνωτής σε υγρό γεώτρησης. Η κύρια λειτουργία του είναι να αυξήσει το ιξώδες του υγρού γεώτρησης και να ενισχύσει την ικανότητά του να μεταφέρει μοσχεύματα βράχου και μοσχεύματα τρυπανιών. Το κατάλληλο ιξώδες του υγρού γεώτρησης μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την κατάρρευση του τοιχώματος και να διατηρήσει τη σταθερότητα του φρεατίου.
Μειωτής απώλειας υγρών
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης, το υγρό γεώτρησης θα διεισδύσει στους πόρους του σχηματισμού, προκαλώντας απώλεια νερού στο υγρό γεώτρησης, το οποίο όχι μόνο τα απόβλητα του υγρού γεώτρησης, αλλά μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη τοιχώματος και βλάβη σε δεξαμενές. Ως μειωτής απώλειας υγρών, το CMC-NA μπορεί να σχηματίσει ένα πυκνό κέικ φίλτρου στον τοίχο του φρεατίου, μειώνοντας αποτελεσματικά την απώλεια διήθησης του υγρού γεώτρησης και την προστασία του σχηματισμού και το τοίχωμα.
Λιπαντική ουσία
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης, η τριβή ανάμεσα στο τρυπάνι και το τοίχωμα θα δημιουργήσει πολλή θερμότητα, με αποτέλεσμα την αυξημένη φθορά του εργαλείου τρυπανιού. Η λιπαντικότητα του CMC-NA βοηθά στη μείωση της τριβής, στη μείωση της φθοράς του εργαλείου τρυπανιού και στη βελτίωση της απόδοσης της διάτρησης.
Σταθεροποιητής
Το υγρό γεώτρησης μπορεί να κροκοποιηθεί ή να υποβαθμιστεί κάτω από υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση, χάνοντας έτσι τη λειτουργία του. Το CMC-NA έχει καλή θερμική σταθερότητα και αντοχή στο άλας και μπορεί να διατηρήσει τη σταθερότητα του υγρού γεώτρησης υπό σκληρές συνθήκες και να επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του.
3. Μηχανισμός δράσης καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου
Ρύθμιση ιξώδους
Η μοριακή δομή του CMC-NA περιέχει μεγάλο αριθμό ομάδων καρβοξυμεθυλίου, οι οποίες μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου στο νερό για να αυξήσουν το ιξώδες του διαλύματος. Ρυθμίζοντας τον βαθμό μοριακού βάρους και υποκατάστασης του CMC-NA, το ιξώδες του υγρού γεώτρησης μπορεί να ελεγχθεί για να καλύψει τις ανάγκες διαφορετικών συνθηκών γεώτρησης.
Έλεγχος φιλτραρίσματος
Τα μόρια CMC-NA μπορούν να σχηματίσουν μια τρισδιάστατη δομή δικτύου στο νερό, η οποία μπορεί να σχηματίσει ένα πυκνό κέικ φίλτρου στον τοίχο και να μειώσει την απώλεια διήθησης του υγρού γεώτρησης. Ο σχηματισμός του κέικ φίλτρου εξαρτάται όχι μόνο από τη συγκέντρωση του CMC-NA, αλλά και του βαθμού μοριακού βάρους και υποκατάστασης.
Λάδωμα
Τα μόρια CMC-NA μπορούν να προσροφηθούν στην επιφάνεια του τρυπανιού και στο τοίχωμα στο νερό για να σχηματίσουν ένα λίπανση και να μειώσουν τον συντελεστή τριβής. Επιπλέον, το CMC-NA μπορεί επίσης να μειώσει έμμεσα την τριβή μεταξύ του τρυπανιού και του τοιχώματος του φρέατος ρυθμίζοντας το ιξώδες του υγρού γεώτρησης.
Θερμική σταθερότητα
Το CMC-NA μπορεί να διατηρήσει τη σταθερότητα της μοριακής δομής της υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και δεν είναι επιρρεπής σε θερμική αποικοδόμηση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι καρβοξυλικές ομάδες στα μόρια του μπορούν να σχηματίσουν σταθερούς δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού για να αντισταθούν σε ζημιές υψηλής θερμοκρασίας. Επιπλέον, το CMC-NA έχει επίσης καλή αντοχή στο άλας και μπορεί να διατηρήσει την απόδοσή του σε σχηματισμούς αλατόνερου.
4. Παραδείγματα εφαρμογής καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου
Στην πραγματική διαδικασία γεώτρησης, η επίδραση εφαρμογής της καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου είναι αξιοσημείωτη. Για παράδειγμα, σε ένα βαθύ έργο γεώτρησης, ένα σύστημα γεώτρησης που περιέχει CMC-NA χρησιμοποιήθηκε για τον αποτελεσματικό έλεγχο της σταθερότητας και της απώλειας διήθησης του φρεατίου, την αύξηση της ταχύτητας γεώτρησης και τη μείωση του κόστους γεώτρησης. Επιπλέον, το CMC-NA χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στη θαλάσσια διάτρηση και η καλή αντοχή του αλατιού το καθιστά καλά στο θαλάσσιο περιβάλλον.
Η εφαρμογή της καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου σε υγρό γεώτρησης περιλαμβάνει κυρίως τέσσερις πτυχές: πάχυνση, μείωση της απώλειας νερού, λίπανσης και σταθεροποίησης. Οι μοναδικές φυσικές και χημικές του ιδιότητες καθιστούν ένα απαραίτητο συστατικό στο σύστημα υγρών γεώτρησης. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας γεώτρησης, οι προοπτικές εφαρμογής της καρβοξυμεθυλ κυτταρίνης νατρίου θα είναι ευρύτερες. Στη μελλοντική έρευνα, οι μέθοδοι μοριακής δομής και τροποποίησης του CMC-NA μπορούν να βελτιστοποιηθούν για να βελτιωθούν περαιτέρω οι απόδοσές της και να καλύψουν τις ανάγκες των πιο σύνθετων περιβαλλόντων γεώτρησης.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-25-2024