تطبيق السليلوز الصوديوم كربوكسي ميثيل في سائل الحفر

يعد السليلوز الصوديوم كربوك ميثيل (CMC-NA لفترة قصيرة) مركبًا مهمًا للبوليمر القابل للذوبان في الماء ويستخدم على نطاق واسع في سائل حفر الزيت. خصائصه الفريدة تجعلها مكونًا لا غنى عنه في نظام سائل الحفر.

1. الخصائص الأساسية لكربوكسي ميثيل الصوديوم السليلوز

السليلوز الصوديوم السليلوز هو الأثير السليلوز الأنيوني الناتج عن السليلوز بعد العلاج القلوي وحمض الكلوروسيتيك. يحتوي هيكله الجزيئي على عدد كبير من مجموعات الكربوكيثيل ، مما يجعله يتمتع بذوبان وماء جيد للاستقرار. يمكن أن تشكل CMC-NA محلولًا عاليًا في الماء ، مع خصائص التسمم والاستقرار وتكوين الأفلام.

2. تطبيق السليلوز الصوديوم كربوكسي ميثيل في سائل الحفر

مثخن

يتم استخدام CMC-NA كمثخن في سائل الحفر. تتمثل وظيفتها الرئيسية في زيادة لزوجة سائل الحفر وتعزيز قدرتها على حمل قصاصات الصخور وحفر الحفر. يمكن أن تمنع اللزوجة المناسبة لسائل الحفر بشكل فعال من انهيار الجدار والحفاظ على استقرار حفرة البئر.

مخفض فقدان السوائل

أثناء عملية الحفر ، سوف يخترق سائل الحفر مسام التكوين ، مما يسبب فقدان المياه في سائل الحفر ، والذي لا يضيع سائل الحفر فحسب ، بل قد يتسبب أيضًا في انهيار الجدار وتلف الخزان. كخفض فقدان السوائل ، يمكن أن تشكل CMC-NA كعكة مرشح كثيفة على جدار البئر ، مما يقلل بشكل فعال من فقدان الترشيح لسائل الحفر وحماية التكوين والجدار جيدًا.

زيوت التشحيم

أثناء عملية الحفر ، سيولد الاحتكاك بين بت الحفر والجدار البئر الكثير من الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة تآكل أداة الحفر. يساعد زيوت CMC-NA على تقليل الاحتكاك ، وتقليل تآكل أداة الحفر ، وتحسين كفاءة الحفر.

مثبت

قد يلبس سائل الحفر أو يتحلل تحت درجة حرارة عالية وضغط عالي ، وبالتالي فقدان وظيفته. CMC-NA لديها استقرار حراري جيد ومقاومة الملح ، ويمكن أن تحافظ على استقرار سائل الحفر في ظل ظروف قاسية ويطيل عمره.

3. آلية عمل الكربوكيميثيل السليلوز الصوديوم

تعديل اللزوجة

يحتوي التركيب الجزيئي لـ CMC-NA على عدد كبير من مجموعات الكربوكسي ميثيل ، والتي يمكن أن تشكل روابط هيدروجين في الماء لزيادة لزوجة المحلول. من خلال ضبط الوزن الجزيئي واستبدال درجة CMC-NA ، يمكن التحكم في لزوجة سائل الحفر لتلبية احتياجات ظروف الحفر المختلفة.

التحكم في الترشيح

يمكن أن تشكل جزيئات CMC-NA بنية شبكة ثلاثية الأبعاد في الماء ، والتي يمكن أن تشكل كعكة مرشح كثيفة على جدار البئر وتقلل من فقدان الترشيح لسائل الحفر. يعتمد تكوين كعكة المرشح ليس فقط على تركيز CMC-NA ، ولكن أيضًا على درجة الوزن الجزيئي واستبداله.

تشحيم

يمكن امتصاص جزيئات CMC-NA على سطح بت الحفر وجدار البئر في الماء لتشكيل فيلم تشحيم وتقليل معامل الاحتكاك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ CMC-NA أيضًا تقليل الاحتكاك بين بت الحفر والجدار البئر عن طريق ضبط لزوجة سائل الحفر.

الاستقرار الحراري

يمكن لـ CMC-NA الحفاظ على استقرار بنيةه الجزيئية في ظل ظروف درجات الحرارة العالية وليس عرضة للتدهور الحراري. وذلك لأن مجموعات الكربوكسيل في جزيئاته يمكن أن تشكل روابط هيدروجين مستقرة مع جزيئات الماء لمقاومة تلف درجة الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع CMC-NA أيضًا بمقاومة جيدة للملح ويمكنها الحفاظ على أدائها في تكوينات المالحة. 

4. أمثلة على التطبيق من السليلوز الكربوكيميثيل الصوديوم

في عملية الحفر الفعلية ، يكون تأثير تطبيق Carboxymethyl السليلوز الصوديوم ملحوظًا. على سبيل المثال ، في مشروع حفر بئر عميق ، تم استخدام نظام سائل الحفر الذي يحتوي على CMC-NA للتحكم بفعالية في فقدان الاستقرار والترشيح في حفرة البئر ، وزيادة سرعة الحفر ، وتقليل تكلفة الحفر. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم CMC-NA أيضًا على نطاق واسع في الحفر البحري ، ومقاومة الملح الجيدة تجعلها تعمل بشكل جيد في البيئة البحرية.

يتضمن تطبيق السليلوز الصوديوم كربوكسي ميثيل في سائل الحفر بشكل رئيسي أربعة جوانب: السماكة ، وتقليل فقدان الماء ، والتشحيم والاستقرار. خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة تجعلها مكونًا لا غنى عنه في نظام سائل الحفر. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا الحفر ، ستكون آفاق تطبيق Carboxymethyl Cellulose أوسع. في الأبحاث المستقبلية ، يمكن تحسين البنية الجزيئية وطرق تعديل CMC-NA لزيادة تحسين أدائها وتلبية احتياجات بيئات الحفر الأكثر تعقيدًا.