Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառումը հորատման հեղուկում

Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը (կարճ՝ CMC-Na) կարևոր ջրում լուծվող պոլիմերային միացություն է և լայնորեն օգտագործվում է նավթի հորատման հեղուկում։ Նրա յուրահատուկ հատկությունները այն դարձնում են հորատման հեղուկի համակարգի անփոխարինելի բաղադրիչ:

1. Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի հիմնական հատկությունները

Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզը անիոնային ցելյուլոզային եթեր է, որը առաջանում է ցելյուլոզից՝ ալկալային մշակումից և քլորաքացախաթթվից հետո: Նրա մոլեկուլային կառուցվածքը պարունակում է մեծ թվով կարբոքսիմեթիլ խմբեր, ինչի շնորհիվ այն ունի լավ լուծելիություն և կայունություն ջրի մեջ: CMC-Na-ն կարող է ջրի մեջ ձևավորել բարձր մածուցիկությամբ լուծույթ՝ խտացնող, կայունացնող և թաղանթ ձևավորող հատկություններով:

2. Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառումը հորատման հեղուկում

Թանձրացուցիչ

CMC-Na-ն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ հորատման հեղուկում: Դրա հիմնական գործառույթը հորատման հեղուկի մածուցիկության բարձրացումն է և ժայռերի հատումներ և հորատման հատումներ կրելու կարողությունը բարձրացնելն է: Հորատման հեղուկի համապատասխան մածուցիկությունը կարող է արդյունավետորեն կանխել ջրհորի պատի փլուզումը և պահպանել հորատանցքի կայունությունը:

Հեղուկի կորստի նվազեցնող միջոց

Հորատման գործընթացում հորատման հեղուկը ներթափանցելու է ձևավորման ծակոտիները՝ առաջացնելով ջրի կորուստ հորատման հեղուկում, որը ոչ միայն վատնում է հորատման հեղուկը, այլև կարող է առաջացնել հորատանցքի պատի փլուզում և ջրամբարի վնաս: Որպես հեղուկի կորստի նվազեցնող միջոց, CMC-Na-ն կարող է հորատանցքի պատի վրա ձևավորել խիտ ֆիլտրի տորթ՝ արդյունավետորեն նվազեցնելով հորատման հեղուկի ֆիլտրման կորուստը և պաշտպանելով ձևավորումը և ջրհորի պատը:

Քսայուղ

Հորատման գործընթացում գայլիկոնի և ջրհորի պատի միջև շփումը մեծ ջերմություն կառաջացնի, ինչը հանգեցնում է հորատման գործիքի մաշվածության ավելացմանը: CMC-Na-ի յուղայնությունը օգնում է նվազեցնել շփումը, նվազեցնել հորատման գործիքի մաշվածությունը և բարելավել հորատման արդյունավետությունը:

Կայունացուցիչ

Հորատման հեղուկը կարող է ծլկվել կամ քայքայվել բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման տակ՝ այդպիսով կորցնելով իր գործառույթը: CMC-Na-ն ունի լավ ջերմային կայունություն և աղի դիմադրություն, և կարող է պահպանել հորատման հեղուկի կայունությունը ծանր պայմաններում և երկարացնել դրա ծառայության ժամկետը:

3. Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի գործողության մեխանիզմը

Մածուցիկության ճշգրտում

CMC-Na-ի մոլեկուլային կառուցվածքը պարունակում է մեծ թվով կարբոքսիմեթիլ խմբեր, որոնք կարող են ջրում ջրածնային կապեր ստեղծել՝ լուծույթի մածուցիկությունը բարձրացնելու համար։ Կարգավորելով CMC-Na-ի մոլեկուլային քաշը և փոխարինման աստիճանը, հորատման հեղուկի մածուցիկությունը կարող է վերահսկվել հորատման տարբեր պայմանների կարիքները բավարարելու համար:

Զտման հսկողություն

CMC-Na մոլեկուլները կարող են ջրի մեջ ձևավորել եռաչափ ցանցային կառուցվածք, որը կարող է հորատանցքի պատի վրա ձևավորել խիտ ֆիլտրի տորթ և նվազեցնել հորատման հեղուկի ֆիլտրման կորուստը: Ֆիլտրի տորթի ձևավորումը կախված է ոչ միայն CMC-Na-ի կոնցենտրացիայից, այլև դրա մոլեկուլային քաշից և փոխարինման աստիճանից:

Քսում

CMC-Na մոլեկուլները կարող են ներծծվել հորատանցքի մակերեսին և ջրհորի պատին ջրի մեջ՝ ձևավորելով քսող թաղանթ և նվազեցնել շփման գործակիցը: Բացի այդ, CMC-Na-ն կարող է նաև անուղղակիորեն նվազեցնել գայլիկոնի և ջրհորի պատի միջև շփումը՝ կարգավորելով հորատման հեղուկի մածուցիկությունը:

Ջերմային կայունություն

CMC-Na-ն կարող է պահպանել իր մոլեկուլային կառուցվածքի կայունությունը բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում և հակված չէ ջերմային քայքայման: Դա պայմանավորված է նրանով, որ նրա մոլեկուլների կարբոքսիլային խմբերը կարող են կայուն ջրածնային կապեր ստեղծել ջրի մոլեկուլների հետ՝ դիմակայելու բարձր ջերմաստիճանի վնասներին: Բացի այդ, CMC-Na-ն ունի նաև լավ աղի դիմադրություն և կարող է պահպանել իր արդյունավետությունը աղի գոյացություններում: 

4. Նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառման օրինակներ

Իրական հորատման գործընթացում ուշագրավ է նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառման ազդեցությունը: Օրինակ, խորքային հորերի հորատման նախագծում օգտագործվել է CMC-Na պարունակող հորատման հեղուկի համակարգ՝ արդյունավետորեն վերահսկելու հորատման կայունությունը և ֆիլտրման կորուստը, հորատման արագությունը մեծացնելու և հորատման արժեքը նվազեցնելու համար: Բացի այդ, CMC-Na-ն նաև լայնորեն օգտագործվում է ծովային հորատման մեջ, և դրա լավ աղի դիմադրությունը ստիպում է այն լավ գործել ծովային միջավայրում:

Հորատման հեղուկում նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառումը հիմնականում ներառում է չորս ասպեկտ՝ խտացում, ջրի կորստի նվազեցում, քսում և կայունացում: Նրա յուրահատուկ ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները այն դարձնում են հորատման հեղուկի համակարգի անփոխարինելի բաղադրիչ: Հորատման տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացման հետ մեկտեղ նատրիումի կարբոքսիմեթիլ ցելյուլոզայի կիրառման հեռանկարներն ավելի լայն կլինեն: Հետագա հետազոտություններում CMC-Na-ի մոլեկուլային կառուցվածքը և մոդիֆիկացիայի մեթոդները կարող են օպտիմիզացվել՝ դրա կատարողականը հետագա բարելավելու և ավելի բարդ հորատման միջավայրերի կարիքները բավարարելու համար: