نقش کربوکسی متیل سلولز (CMC) در گل

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک ترکیب مشترک پلیمری محلول در آب است که به طور گسترده در زمینه های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. به خصوص در مهندسی حفاری و نفت ، CMC به عنوان یک افزودنی گل نقش مهمی ایفا می کند. عملکردهای اصلی آن بهبود خصوصیات رئولوژیکی گل ، افزایش پایداری گل ، بهبود روانکاری ، کاهش سایش بیت مته و غیره است.

1. ویسکوزیته گل را افزایش دهید
ویسکوزیته گل برای عملیات حفاری بسیار مهم است. ویسکوزیته بسیار کم نمی تواند قلمه های تولید شده در هنگام حفاری را از بین ببرد و ویسکوزیته بیش از حد زیاد بر سیالیت و کارآیی گل تأثیر می گذارد. CMC می تواند با تعامل با مولکول های آب از طریق گروه کربوکسیل متیل در ساختار مولکولی ، ویسکوزیته گل را به طور موثر افزایش دهد. مولکول های CMC یک ساختار شبکه در آب تشکیل می دهند که می تواند آب و تورم را جذب کرده و ویسکوزیته مایع را افزایش دهد و در نتیجه خصوصیات رئولوژیکی گل را افزایش می دهد. این خاصیت برای از بین بردن قلمه ها و تثبیت دیواره گمانه در هنگام حفاری از اهمیت زیادی برخوردار است.

2. ضخیم شدن و تنظیم خصوصیات رئولوژیکی
خصوصیات رئولوژیکی گل (از جمله ویسکوزیته ، سیالیت و غیره) برای پیشرفت صاف عملیات حفاری بسیار مهم است. CMC می تواند به طور قابل توجهی ویسکوزیته پلاستیکی و ارزش عملکرد گل را در غلظت خاصی افزایش دهد ، خصوصیات رئولوژیکی گل را تنظیم کرده و اطمینان حاصل کند که گل و لای در حین حفاری از سیالیت و روانکاری خوبی برخوردار است. افزایش ویسکوزیته به کاهش مقاومت جریان گل کمک می کند و در نتیجه باعث بهبود کارآیی حفاری و کاهش سایش بیت مته ناشی از مقاومت بیش از حد جریان در هنگام حفاری می شود.

3. بهبود ثبات گل
در طی فرآیند حفاری ، پایداری گل بسیار مهم است ، به خصوص در محیط های مختلف زمین شناسی و تغییر دما. CMC به دلیل حلالیت و پایداری آب خوب ، می تواند مقاومت در برابر حرارت و مقاومت به نمک گل را تقویت کند ، به طوری که هنوز هم می تواند در شرایط حفاری مختلف عملکرد بالایی را حفظ کند. CMC می تواند یک محلول کلوئیدی پایدار در گل ایجاد کند ، از رسوب گل ، لخته سازی و پدیده های دیگر جلوگیری کند و از پایداری طولانی مدت گل اطمینان حاصل کند.

4. روانکاری گل را افزایش دهید
در حین عملیات حفاری ، اصطکاک بین بیت مته و تشکیل اجتناب ناپذیر است. اصطکاک بیش از حد باعث افزایش مصرف انرژی ، کاهش راندمان حفاری می شود و حتی ممکن است باعث آسیب تجهیزات شود. CMC می تواند روانکاری گل را به میزان قابل توجهی افزایش دهد ، ضریب اصطکاک بین بیت مته و دیواره سوراخ را کاهش دهد ، سایش بیت مته را کاهش داده و در حین حفاری ثبات عملیاتی را بهبود بخشد. بهبود روانکاری به کاهش خطر فروپاشی دیواره چاه در هنگام حفاری و گسترش عمر خدمات تجهیزات کمک می کند.

5. شکاف ها را بلوک و کنترل نفوذپذیری
در برخی از شرایط خاص حفاری ، مانند مواجهه با نفوذپذیری بالا یا سازندهای شکسته ، CMC می تواند به طور موثری منافذ و ترک ها را در شکل گیری مسدود کند. مولکول های CMC دارای خواص ژل خوبی هستند و می توانند در مایعات حفاری کلوئیدها را تشکیل دهند تا نفوذپذیری آب در گل را کاهش دهند. این اثر مسدود کننده به جلوگیری از ورود آب در گل به لایه آبهای زیرزمینی یا لایه نفت و گاز ، کاهش آلودگی و محافظت از منابع زیرزمینی کمک می کند.

6. مقاومت نمک و مقاومت در برابر دمای بالا
در برخی از محیط های حفاری با درجه حرارت بالا و درجه حرارت بالا ، CMC سازگاری بسیار خوبی را نشان داده است. گروه های کربوکسیل موجود در ساختار مولکولی آن می توانند به طور موثری با مولکول های آب ترکیب شوند تا حلالیت و پایداری آن در محیط های آب نمک تقویت شود. این امر به CMC اجازه می دهد تا هنوز هم در ضخیم شدن و تثبیت گل در دوغاب آب نمک نقش داشته باشد. علاوه بر این ، CMC همچنین دارای درجه مشخصی از مقاومت در برابر دمای بالا است و تجزیه در محیط های درجه حرارت بالا آسان نیست ، که به حفظ عملکرد گل در سازندهای دمای بالا کمک می کند.

7. حفاظت از محیط زیست
با بهبود مداوم الزامات حفاظت از محیط زیست ، بسیاری از صنایع در تلاش هستند تا آلودگی محیط زیست را کاهش دهند. در عملیات حفاری ، مواد افزودنی سنتی گلی اغلب حاوی مواد سمی هستند که ممکن است تأثیر منفی بر محیط زیست محیطی داشته باشد. به عنوان یک محصول طبیعی ، CMC از الیاف گیاهی گرفته می شود و می تواند به سرعت در آب تخریب شود که به محیط زیست کمتری دارد. بنابراین ، این یک افزودنی گل سبز و سازگار با محیط زیست است. خواص غیر سمی و تخریب پذیر آن ، آن را در بسیاری از پروژه های توسعه نفت و گاز به عنوان ماده ترجیحی تبدیل می کند.

8. هم افزایی با سایر مواد افزودنی
در کاربردهای عملی ، CMC اغلب با سایر مواد افزودنی گل (مانند پلی آکریل آمید ، بنتونیت و غیره) مخلوط می شود. CMC می تواند با این مواد افزودنی برای بهبود بیشتر رئولوژی ، پایداری و روانکاری گل هم افزایی کند. به عنوان مثال ، هنگامی که CMC با بنتونیت مخلوط می شود ، می تواند پایداری کلوئیدی گل را تقویت کند ، از رسوب گل در هنگام استفاده جلوگیری کند و سازگاری گل را در محیط های با فشار بالا و فشار بالا بهبود بخشد.

کربوکسی متیل سلولز (CMC) نقشهای زیادی را در گل بازی می کند. این نه تنها می تواند ویسکوزیته و رئولوژی گل را افزایش دهد ، ثبات و روانکاری گل را بهبود ببخشد ، بلکه باعث بهبود حفاظت از محیط زیست از گل می شود ، سایش تجهیزات را در حین حفاری کاهش می دهد و به طور مؤثر ترک های شکل گیری را در شرایط خاص زمین شناسی مهر و موم می کند. CMC به عنوان یک افزودنی مهم حفاری گل ، عملکرد عالی و چشم انداز کاربردهای گسترده ای دارد ، به خصوص در زمینه حفاظت از محیط زیست و حفاری کارآمد ، ارزش غیر قابل تعویض آن را نشان می دهد.