Naatriumkarboksümetüültselluloos (lühidalt CMC-Na) on oluline vees lahustuv polümeerühend ja seda kasutatakse laialdaselt naftapuurimisvedelikus. Selle ainulaadsed omadused muudavad selle puurimisvedeliku süsteemis asendamatuks komponendiks.
1. Naatriumkarboksümetüültselluloosi põhiomadused
Naatriumkarboksümetüültselluloos on anioonne tsellulooseeter, mis tekib tselluloosi poolt pärast leelisega töötlemist ja kloroäädikhapet. Selle molekulaarstruktuur sisaldab suurt hulka karboksümetüülrühmi, mis muudab selle vees hästi lahustuvaks ja stabiilseks. CMC-Na võib moodustada vees suure viskoossusega lahuse, millel on paksendavad, stabiliseerivad ja kilet moodustavad omadused.
2. Naatriumkarboksümetüültselluloosi kasutamine puurimisvedelikus
Paksendaja
CMC-Na kasutatakse puurimisvedelikus paksendajana. Selle põhiülesanne on suurendada puurimisvedeliku viskoossust ja suurendada selle võimet kanda kiviraiet ja puurimisraiet. Puurimisvedeliku sobiv viskoossus võib tõhusalt ära hoida kaevu seina kokkuvarisemise ja säilitada puuraugu stabiilsuse.
Vedelikukao vähendaja
Puurimise ajal tungib puurimisvedelik kihistu pooridesse, põhjustades puurimisvedelikus veekadu, mis mitte ainult ei raiska puurimisvedelikku, vaid võib põhjustada ka kaevu seina kokkuvarisemist ja reservuaari kahjustamist. Vedelikukao vähendajana võib CMC-Na moodustada kaevu seinale tiheda filtrikoogi, vähendades tõhusalt puurimisvedeliku filtreerimiskadu ning kaitstes moodustist ja kaevu seina.
Määrdeaine
Puurimise ajal tekitab puuri ja kaevu seina vaheline hõõrdumine palju soojust, mille tulemuseks on puuritööriista suurem kulumine. CMC-Na määrdevõime aitab vähendada hõõrdumist, vähendada puuritööriista kulumist ja parandada puurimise efektiivsust.
Stabilisaator
Puurimisvedelik võib kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul flokuleerida või laguneda, kaotades seega oma funktsiooni. CMC-Na on hea termilise stabiilsuse ja soolakindlusega ning suudab säilitada puurimisvedeliku stabiilsust karmides tingimustes ja pikendada selle kasutusiga.
3. Naatriumkarboksümetüültselluloosi toimemehhanism
Viskoossuse reguleerimine
CMC-Na molekulaarstruktuur sisaldab suurt hulka karboksümetüülrühmi, mis võivad moodustada vees vesiniksidemeid, et suurendada lahuse viskoossust. Reguleerides CMC-Na molekulmassi ja asendusastet, saab puurimisvedeliku viskoossust reguleerida, et see vastaks erinevate puurimistingimuste vajadustele.
Filtreerimise juhtimine
CMC-Na molekulid võivad moodustada vees kolmemõõtmelise võrkstruktuuri, mis võib moodustada kaevu seinale tiheda filtrikoogi ja vähendada puurimisvedeliku filtreerimiskadu. Filtrikoogi moodustumine ei sõltu ainult CMC-Na kontsentratsioonist, vaid ka selle molekulmassist ja asendusastmest.
Määrimine
CMC-Na molekule saab adsorbeerida puuri pinnale ja kaevu seinale vees, et moodustada määrdekile ja vähendada hõõrdetegurit. Lisaks saab CMC-Na puurimisvedeliku viskoossust reguleerides kaudselt vähendada ka puuri ja kaevu seina vahelist hõõrdumist.
Termiline stabiilsus
CMC-Na suudab säilitada oma molekulaarstruktuuri stabiilsust kõrge temperatuuri tingimustes ja ei ole termilise lagunemise suhtes altid. Selle põhjuseks on asjaolu, et selle molekulides olevad karboksüülrühmad võivad moodustada veemolekulidega stabiilseid vesiniksidemeid, et hoida vastu kõrgel temperatuuril. Lisaks on CMC-Na-l ka hea soolakindlus ja see suudab säilitada oma jõudlust soolases koosseisus.
4. Naatriumkarboksümetüültselluloosi kasutusnäited
Tegelikus puurimisprotsessis on naatriumkarboksümetüültselluloosi rakendusefekt märkimisväärne. Näiteks süvakaevude puurimisprojektis kasutati puurimisvedeliku süsteemi, mis sisaldab CMC-Na, et tõhusalt kontrollida puuraugu stabiilsust ja filtreerimiskadu, suurendada puurimiskiirust ja vähendada puurimiskulusid. Lisaks kasutatakse CMC-Na-d laialdaselt ka merepuurimisel ja selle hea soolakindlus muudab selle merekeskkonnas hästi toime.
Naatriumkarboksümetüültselluloosi kasutamine puurimisvedelikus hõlmab peamiselt nelja aspekti: paksendamine, veekao vähendamine, määrimine ja stabiliseerimine. Selle ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused muudavad selle puurimisvedeliku süsteemis asendamatuks komponendiks. Puurimistehnoloogia pideva arenguga on naatriumkarboksümetüültselluloosi kasutusvõimalused laiemad. Edaspidistes uuringutes saab CMC-Na molekulaarstruktuuri ja modifitseerimismeetodeid optimeerida, et veelgi parandada selle jõudlust ja vastata keerukamate puurimiskeskkondade vajadustele.
Postitusaeg: 25. juuli 2024