Aplicação de carboximetilcelulose de sódio no fluido de perfuração

A carboximetilcululose de sódio (CMC-NA para curta) é um importante composto de polímero solúvel em água e é amplamente utilizado no fluido de perfuração de óleo. Suas propriedades exclusivas o tornam um componente indispensável no sistema de fluidos de perfuração.

1. Propriedades básicas do sódio carboximetillelulose

A carboximetillelululose de sódio é um éter aniônico de celulose gerado por celulose após tratamento com alcalina e ácido cloroacético. Sua estrutura molecular contém um grande número de grupos carboximetil, o que faz com que ela tenha boa solubilidade e estabilidade em água. O CMC-NA pode formar uma solução de alta viscosidade na água, com propriedades espessantes, estabilização e formação de filmes.

2. Aplicação de carboximetilcelulose de sódio no fluido de perfuração

Espessante

O CMC-NA é usado como espessante no fluido de perfuração. Sua principal função é aumentar a viscosidade do fluido de perfuração e aprimorar sua capacidade de transportar estacas de rochas e estacas. A viscosidade apropriada do fluido de perfuração pode efetivamente impedir o colapso da parede do poço e manter a estabilidade do furo do poço.

Redutor de perda de fluido

Durante o processo de perfuração, o fluido de perfuração penetrará nos poros da formação, causando perda de água no fluido de perfuração, o que não apenas desperdiça o fluido de perfuração, mas também pode causar o colapso da parede do poço e os danos no reservatório. Como redutor de perda de fluido, o CMC-NA pode formar um bolo denso de filtro na parede do poço, reduzindo efetivamente a perda de filtração do fluido de perfuração e protegendo a formação e a parede do poço.

Lubrificante

Durante o processo de perfuração, o atrito entre a broca e a parede do poço gerará muito calor, resultando no aumento do desgaste da ferramenta de perfuração. A lubrificação do CMC-NA ajuda a reduzir o atrito, reduzir o desgaste da ferramenta de perfuração e melhorar a eficiência da perfuração.

Estabilizador

O fluido de perfuração pode flocular ou degradar sob alta temperatura e alta pressão, perdendo assim sua função. O CMC-NA tem boa estabilidade térmica e resistência ao sal e pode manter a estabilidade do fluido de perfuração sob condições adversas e prolongar sua vida útil.

3. Mecanismo de ação do sódio carboximetillelulose

Ajuste da viscosidade

A estrutura molecular do CMC-NA contém um grande número de grupos carboximetil, que podem formar ligações de hidrogênio na água para aumentar a viscosidade da solução. Ao ajustar o peso molecular e o grau de substituição de CMC-NA, a viscosidade do fluido de perfuração pode ser controlada para atender às necessidades de diferentes condições de perfuração.

Controle de filtração

As moléculas CMC-NA podem formar uma estrutura de rede tridimensional na água, que pode formar um bolo de filtro denso na parede do poço e reduzir a perda de filtração do fluido de perfuração. A formação do bolo de filtro depende não apenas da concentração de CMC-NA, mas também do seu grau de peso molecular e substituição.

Lubrificação

As moléculas CMC-NA podem ser adsorvidas na superfície da broca e na parede do poço na água para formar um filme lubrificante e reduzir o coeficiente de atrito. Além disso, o CMC-NA também pode reduzir indiretamente o atrito entre a broca e a parede do poço, ajustando a viscosidade do fluido de perfuração.

Estabilidade térmica

O CMC-NA pode manter a estabilidade de sua estrutura molecular em condições de alta temperatura e não é propensa à degradação térmica. Isso ocorre porque os grupos carboxila em suas moléculas podem formar ligações estáveis ​​de hidrogênio com moléculas de água para resistir a danos altas de temperatura. Além disso, o CMC-NA também possui boa resistência ao sal e pode manter seu desempenho nas formações salinas. 

4. Exemplos de aplicação de carboximetilcululose de sódio

No processo de perfuração real, o efeito da aplicação da carboximetillelululose de sódio é notável. Por exemplo, em um projeto profundo de perfuração, um sistema de fluidos de perfuração contendo CMC-NA foi usado para controlar efetivamente a perda de estabilidade e filtração do furo do poço, aumentar a velocidade de perfuração e reduzir o custo de perfuração. Além disso, o CMC-NA também é amplamente utilizado na perfuração marinha, e sua boa resistência ao sal faz com que ele tenha um bom desempenho no ambiente marinho.

A aplicação de carboximetilcelulose de sódio no fluido de perfuração inclui principalmente quatro aspectos: espessamento, redução da perda de água, lubrificação e estabilização. Suas propriedades físicas e químicas únicas o tornam um componente indispensável no sistema de fluidos de perfuração. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de perfuração, as perspectivas de aplicação de carboximetillelululose de sódio serão mais amplas. Em pesquisas futuras, a estrutura molecular e os métodos de modificação do CMC-NA podem ser otimizados para melhorar ainda mais seu desempenho e atender às necessidades de ambientes de perfuração mais complexos.