CMC は掘削液中で増粘剤としてどのように機能しますか?

カルボキシメチルセルロース (CMC) は、掘削液に広く使用されている増粘剤であり、優れた水溶性と増粘効果を持っています。

1. 粘度およびせん断減粘性の向上
CMCは水に溶解すると粘度の高い溶液を形成します。その分子鎖は水中で膨張し、流体の内部摩擦が増加し、それによって掘削流体の粘度が増加します。粘度が高いため、掘削中に切粉を運び、浮遊させることができ、切粉が井戸の底に蓄積するのを防ぎます。さらに、CMC ソリューションはせん断希釈特性を示します。つまり、高せん断速度では粘度が低下します。これにより、高せん断力下 (ドリルビット付近など) では掘削流体の流れが促進され、一方、低せん断速度 (アニュラス内など) では掘削流体の流れが促進されます。 ）。高い粘度を維持して切り粉を効果的に浮遊させます。

2.レオロジーを強化する
CMC は掘削液のレオロジーを大幅に改善できます。レオロジーとは、外力の作用下での流体の変形と流動特性を指します。掘削プロセス中、良好なレオロジーにより、さまざまな圧力および温度条件下でも掘削液が安定した性能を発揮することが保証されます。 CMC は、掘削液の構造を変更して適切なレオロジーを持つようにすることで、掘削の効率と安全性を向上させます。

3. 泥ケーキの品質を向上させる
CMC を掘削液に添加すると、泥ケーキの品質を向上させることができます。マッドケーキは掘削液によって掘削壁上に形成される薄い膜で、孔を密閉し、井戸壁を安定させ、掘削液の損失を防ぐ役割を果たします。 CMC は緻密で強靱な泥ケーキを形成し、泥ケーキの透過性とフィルター損失を低減し、それによって坑井壁の安定性を向上させ、坑井の崩壊や漏洩を防止します。

4. フィルター損失の制御
流体損失とは、掘削流体の液相が地層細孔に浸透することを指します。過剰な液体の損失は、ウェルの壁の不安定性を引き起こし、さらには噴出を引き起こす可能性があります。 CMC は、掘削流体内で粘稠な溶液を形成し、流体の粘度を高め、液相の浸透速度を遅くすることで、流体の損失を効果的に制御します。さらに、CMC によって井戸壁に形成された高品質の泥ケーキが流体の損失をさらに防ぎます。

5. 耐熱性、耐塩性
CMC は優れた温度耐性と耐塩性を備えており、さまざまな複雑な形成条件に適しています。高温および高塩分の環境でも、CMC は粘度増加効果を維持し、掘削液の安定した性能を確保します。このため、CMC は深井戸、高温井戸、海洋掘削などの極限環境で広く使用されています。

6. 環境保護
天然ポリマー素材である CMC は生分解性があり、環境に優しい素材です。一部の合成ポリマー粘着付与剤と比較して、CMC は優れた環境性能を備えており、環境保護と持続可能な開発に対する現代の石油産業の要件を満たしています。

カルボキシメチルセルロース (CMC) は、掘削液の粘度増加剤としてさまざまな役割を果たします。粘度およびせん断希釈の増加、レオロジーの強化、泥ケーキの品質の改善、流体損失の制御、温度および耐塩性、および環境保護により、掘削液の性能が大幅に向上し、掘削プロセスのスムーズな進行が保証されます。 CMCの適用により、掘削の効率と安全性が向上するだけでなく、環境への影響も軽減されます。掘削液には不可欠かつ重要な成分です。