Naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-HV) puurimisvedelikuks

Kõrge viskoossusega naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-HV) on teine ​​oluline puurimisvedelikes kasutatav lisand, mis sarnaneb tavalisele polüanioonsele tselluloosile (PAC-R). CMC-HV on vees lahustuv polümeer, mis on saadud tselluloosist, mida on keemiliselt modifitseeritud, et viia tselluloosi karkassi karboksümetüülrühmad. See modifikatsioon suurendab selle vees lahustuvust ja annab kõrge viskoossusomadused, muutes selle sobivaks mitmesugusteks rakendusteks nafta- ja gaasitööstuses, eriti puurimistöödel.

Suure viskoossusega naatriumkarboksümetüültselluloosi (CMC-HV) omadused:

1. Keemiline struktuur: CMC-HV sünteesitakse tselluloosi reageerimisel naatriumkloroatsetaadiga leeliselistes tingimustes, mille tulemusena viiakse tselluloosi karkassi karboksümetüülrühmad.
2. Vees lahustuvus: nagu PAC-R, on ka CMC-HV vees hästi lahustuv, võimaldades hõlpsasti puurimisvedelikesse lisamist.
3. Viskoossuse suurendamine: CMC-HV-d kasutatakse peamiselt puurimisvedelike viskoossusainena. See annab vedelikule kõrge viskoossuse, aidates kaasa puurimisjääkide riputamisele ja transportimisele.
4. Vedelikukao kontroll: Sarnaselt PAC-R-iga aitab CMC-HV kontrollida ka vedelikukadu, moodustades puuraugu seintele filtrikoogi, vältides vedeliku sissetungi kihistusse.
5. Termiline stabiilsus: CMC-HV-l on hea termiline stabiilsus, mistõttu see sobib kasutamiseks kõrge temperatuuriga puurimiskeskkondades.
6. Soolataluvus: kuigi CMC-HV ei talu nii kõrget soolsust kui PAC-R, suudab see siiski tõhusalt töötada mõõduka soolsusega tingimustes.

CMC-HV kasutamine puurimisvedelikes:

1. Viskosiseerija: CMC-HV suurendab puurimisvedelike viskoossust, aidates kaasa aukude puhastamisele, tahkete ainete suspendeerimisele ja hüdraulika efektiivsusele.
2. Vedelikukadu kontrolliv aine: see aitab moodustada puuraugu seintele õhukese läbitungimatu filtrikoogi, minimeerides vedeliku kadu kihistusse ja vähendades kihistuse kahjustusi.
3. Põlevkivi inhibeerimine: CMC-HV võib pärssida põlevkivi hüdratatsiooni ja dispersiooni, aidates stabiliseerida moodustisi ja vältida puurkaevude ebastabiilsuse probleeme.
4. Hõõrdumise reduktor: Lisaks viskoossuse suurendamisele võib CMC-HV toimida ka hõõrdumise vähendajana, parandades puurimistoimingute tõhusust.

CMC-HV tootmisprotsess:

CMC-HV tootmine koosneb mitmest etapist:

1. Tselluloosi hankimine: tselluloos, mis on tavaliselt saadud puidumassist või puuvillast linterist, on CMC-HV tootmise tooraineks.
2. Eeterdamine: tselluloos eeterdatakse leeliselistes tingimustes naatriumkloroatsetaadiga, et viia tselluloosi karkassi karboksümetüülrühmad.
3. Neutraliseerimine: Pärast reaktsiooni toode neutraliseeritakse, et muuta see naatriumsoolaks, mis suurendab selle vees lahustuvust.
4. Puhastamine: sünteesitud CMC-HV läbib puhastamise, et eemaldada lisandid ja tagada toote kvaliteet.
5. Kuivatamine ja pakendamine: puhastatud CMC-HV kuivatatakse ja pakendatakse lõppkasutajatele levitamiseks.

Keskkonnamõju:

1. Biolagunevus: tselluloosist saadud CMC-HV on sobivates tingimustes biolagunev, vähendades selle keskkonnamõju võrreldes sünteetiliste polümeeridega.
2. Jäätmekäitlus: CMC-HV-d sisaldavate puurimisvedelike õige kõrvaldamine on keskkonna saastamise minimeerimiseks ülioluline. Puurimisvedelike ringlussevõtt ja töötlemine võib aidata vähendada keskkonnariske.
3. Jätkusuutlikkus: CMC-HV tootmise jätkusuutlikkuse parandamiseks tehtavad jõupingutused hõlmavad tselluloosi hankimist säästvalt majandatud metsadest ja keskkonnasõbralike tootmisprotsesside rakendamist.

Tuleviku väljavaated:

1. Uurimis- ja arendustegevus: käimasolevate uuringute eesmärk on optimeerida CMC-HV jõudlust ja mitmekülgsust puurimisvedelikes. See hõlmab selle reoloogiliste omaduste, soolataluvuse ja termilise stabiilsuse parandamist.
2. Keskkonnakaalutlused: edasised arengud võivad keskenduda CMC-HV keskkonnamõju edasisele vähendamisele taastuvate toorainete ja keskkonnasõbralike tootmisprotsesside kasutamise kaudu.
3. Nõuetele vastavus: keskkonnaeeskirjade ja tööstusstandardite järgimine kujundab jätkuvalt CMC-HV väljatöötamist ja kasutamist puurimistöödel.

Kokkuvõtteks võib öelda, et kõrge viskoossusega naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-HV) on puurimisvedelike oluline lisand, mis toimib viskoossuse suurendajana, vedelikukadu kontrolliva ainena ja põlevkivi inhibiitorina. Selle omadused, sealhulgas vees lahustuvus, kõrge viskoossus ja termiline stabiilsus, muudavad selle mitmesugustes puurimisrakendustes asendamatuks. Tööstuse edenedes on käimasolevate teadus- ja arendustegevuste eesmärk parandada CMC-HV jõudlust ja keskkonnasäästlikkust, tagades selle jätkuva asjakohasuse puurimisoperatsioonides.