Свердлові рідини, широко відомі як бурові грязі, мають вирішальне значення в процесі буріння нафтових і газових свердловин. Їх основні функції включають змащування та охолодження свердла, транспортування свердловень на поверхню, підтримку гідростатичного тиску, щоб запобігти потраплянню рідин утворення та стабілізації стінок свердловини. Склад буріння рідин може змінюватись, але вони, як правило, складаються з базової рідини, добавок та зважувальних агентів. Карбоксиметил целюлоза (CMC) є ключовою добавкою цих рідин завдяки своїм унікальним властивостям, що підвищує ефективність та ефективність операцій буріння.
Властивості карбоксиметил целюлози
Карбоксиметил целюлоза-це водорозчинний полімер, отриманий з целюлози. Його хімічна структура складається з целюлозних ланцюгів з карбоксиметилами (-CH2-COOH), прикріпленими до гідроксильних груп мономерів глюкопіранози. Ступінь заміщення (ДС) цих груп визначає її розчинність та характеристики в'язкості. CMC може бути вироблений у різних класах, з високою тривальністю та типами низької тривалості, розробленими для конкретних застосувань.
Функції CMC у бурові рідини
Контроль в'язкості: CMC в основному використовується для регулювання в'язкості буріння. Це допомагає у формуванні гелеподібної структури, яка посилює суспензію свердління, заважаючи їм поселитись на дні свердловини. Ця властивість має вирішальне значення для підтримки чистих свердловин та ефективних буріння. Класи високої тривалості CMC особливо ефективні для створення в'язкої рідини, яка може ефективніше переносити живці на поверхню.
Контроль фільтрації: CMC відіграє життєво важливу роль у контролі втрати рідини під час буріння. Він зменшує проникність фільтрувального пирога, утвореного на стінках свердловини, створюючи тонкий шар з низькою проникністю. Ця дія мінімізує інвазію буріння рідини в навколишні утворення, зберігаючи цілісність свердловини та запобігаючи потенційному пошкодженню вуглеводневих зон. CMC з низькою тривалою часто використовується для своїх властивостей контролю за фільтрацією.
Змащення: змащувальні властивості CMC посилюють продуктивність бурової рідини, зменшуючи тертя між свердловою струною та свердловиною. Це зменшення тертя зменшує крутний момент і перетягніть на свердлову струну, що призводить до більш гладких операцій буріння та мінімізації зносу обладнання для буріння.
Стабілізація сланців: CMC допомагає стабілізуючи сланцеві утворення, що зустрічаються під час буріння. Він діє як захисний колоїд, утворюючи бар'єр на поверхні частинок сланців і запобігаючи їх гідратації та розпаді. Ця стабілізація має вирішальне значення для запобігання нестабільності свердловин, що може призвести до таких проблем, як колапс отворів та застрягання труб.
Температурна стабільність: CMC виявляє хорошу термічну стійкість, підтримуючи свої функціональні властивості в широкому діапазоні температури, що виникають в умовах свердловини. Ця стабільність забезпечує постійну продуктивність бурової рідини навіть у високотемпературних умовах, що робить її придатною для глибоких та геотермальних свердловин.
Переваги використання CMC у бурові рідини
Сумісність навколишнього середовища: CMC-це біологічно розкладається та нетоксичний полімер, що робить його екологічно чистим вибором для рецептур буріння рідини. Його використання узгоджується з правилами та стандартами, спрямованими на мінімізацію впливу на навколишнє середовище буріння, особливо в чутливих районах.
Ефективність: CMC порівняно недорога порівняно з іншими синтетичними полімерами, що використовуються в бурінні. Його ефективність у невеликих концентраціях сприяє економії витрат за рахунок зменшення загального обсягу необхідних добавок. Крім того, його здатність підвищити ефективність буріння та зниження зносу обладнання може призвести до подальших економічних вигод.
Універсальність: CMC сумісна з різними типами бурової рідини, включаючи системи на основі нафти на масляні та синтетичні системи. Ця універсальність дозволяє здійснювати його застосування в різних буріннях, від прибережних до офшорних та від звичайних до нетрадиційних свердловин.
Простота використання: Розчинність CMC у воді дозволяє легко включити у рецептури буріння. Його можна додати безпосередньо до рідини, не вимагаючи складних процедур змішування, спрощуючи процес приготування буріння.
Сценарії застосування
Свердільні рідини на водній основі: У свердліннях на водній основі CMC зазвичай використовується для підвищення в'язкості, контролю втрати рідини та стабілізації свердловини. Його ефективність у цих рідинах добре задокументована, і вона часто використовується в поєднанні з іншими полімерами та добавками для досягнення бажаних властивостей рідини.
Свердельні рідини на основі нафти: Хоча рідше, CMC також може використовуватися в свердловині рідини на основі нафти. У таких програмах CMC, як правило, модифікується для підвищення своєї розчинності в олії або включеного у водну фазу емульсії. Його роль у цих рідинах аналогічна роль у рідинах на водній основі, що забезпечує в'язкість та контроль фільтрації.
Використовується високотемпературне буріння: для високотемпературних буріння, таких як геотермальні свердловини, використовуються спеціалізовані сорти CMC з підвищеною термічною стійкістю. Ці оцінки підтримують свою функціональність при підвищеній температурі, забезпечуючи послідовну продуктивність буріння.
Нетрадиційне буріння: У нетрадиційному бурінні, включаючи горизонтальне буріння та гідравлічне розривання, CMC допомагає керувати проблемами складних геометрії свердловин та середовищ високого тиску. Його здатність стабілізувати свердловину та контролювати втрату рідини особливо цінна в цих сценаріях.
Виклики та міркування
Незважаючи на те, що CMC пропонує численні переваги буріння рідин, для оптимізації його використання необхідно вирішити певні проблеми та міркування:
Сумісність з іншими добавками: на ефективність CMC може впливати наявність інших добавок у бурінній рідині. Для забезпечення сумісності та уникнення потенційних взаємодій, які можуть зменшити продуктивність рідини.
Час гідратації: CMC може знадобитися певна кількість часу для повного зволоження та досягнення його функціональних властивостей у бурінній рідині. Цей аспект повинен бути врахований під час процесу підготовки та перемішування, щоб забезпечити, щоб рідина досягла бажаних характеристик контролю в'язкості та фільтрації.
Температура та чутливість до рН: на продуктивність CMC може впливати на екстремальні температури та умови pH. Вибір відповідного ступеня CMC та регулювання формулювання рідини може пом'якшити ці ефекти та забезпечити послідовну продуктивність в різних умовах.
Карбоксиметил целюлоза - це універсальна та ефективна добавка до буріння рідин, що пропонує переваги в контролі в'язкості, контролю фільтрації, змащуванню, стабілізації сланців та стабільності температури. Його екологічна сумісність, економічна ефективність та простота використання роблять його цінним компонентом у рецептурах буріння рідини для широкого спектру застосувань. Оскільки попит на ефективні та стійкі операції з буріння продовжує зростати, роль CMC у підвищенні продуктивності буріння рідини залишатиметься вирішальною. Вирішуючи виклики, пов'язані з його використанням та оптимізацією рецептур рідини, галузь може використовувати весь потенціал CMC для досягнення більш безпечних та ефективних результатів буріння.
Час посади: 18 лютого 20125