La carboxyméthyl-cellulose (CMC) est un composé polymère soluble dans l'eau commun largement utilisé dans divers champs industriels. Surtout dans le forage et l'ingénierie du pétrole, CMC joue un rôle important en tant qu'additif de boue. Ses principales fonctions sont d'améliorer les propriétés rhéologiques de la boue, d'augmenter la stabilité de la boue, d'améliorer la lubricité, de réduire l'usure du foret, etc.
1. Augmentez la viscosité de la boue
La viscosité de la boue est cruciale pour les opérations de forage. Une viscosité trop faible ne peut pas éliminer efficacement les boutures générées pendant le forage, et une viscosité trop élevée affectera la fluidité et l'efficacité de la boue. Le CMC peut augmenter efficacement la viscosité de la boue en interagissant avec les molécules d'eau à travers le groupe carboxylméthyle dans sa structure moléculaire. Les molécules CMC forment une structure de réseau dans l'eau, qui peut absorber l'eau et gonfler et augmenter la viscosité du liquide, améliorant ainsi les propriétés rhéologiques de la boue. Cette propriété est d'une grande importance pour éliminer les boutures et stabiliser la paroi de forage pendant le forage.
2. Épaississement et ajustement des propriétés rhéologiques
Les propriétés rhéologiques de la boue (y compris la viscosité, la fluidité, etc.) sont très importantes pour le bon progrès des opérations de forage. Le CMC peut augmenter considérablement la viscosité plastique et la valeur de rendement de la boue à une certaine concentration, ajuster les propriétés rhéologiques de la boue et garantir que la boue a une bonne fluidité et une bonne lubricité pendant le forage. La viscosité accrue aide à réduire la résistance à l'écoulement de la boue, améliorant ainsi l'efficacité du forage et de la réduction de l'usure du foret causée par une résistance à l'écoulement excessive pendant le forage.
3. Amélioration de la stabilité de la boue
Pendant le processus de forage, la stabilité de la boue est cruciale, en particulier dans différents environnements géologiques et les changements de température. En raison de sa bonne solubilité et de sa stabilité, le CMC peut améliorer la résistance à la chaleur et la résistance au sel de la boue, afin qu'elle puisse toujours maintenir des performances élevées dans différentes conditions de forage. Le CMC peut former une solution colloïdale stable dans la boue, empêcher la boue de sédimenter, de floculation et d'autres phénomènes et d'assurer la stabilité à long terme de la boue.
4. Augmenter la lubricité de la boue
Pendant les opérations de forage, le frottement entre le foret et la formation est inévitable. Une friction excessive augmentera la consommation d'énergie, réduira l'efficacité du forage et peut même causer des dommages aux équipements. Le CMC peut augmenter considérablement la lubricité de la boue, réduire le coefficient de frottement entre le bit de forage et la paroi de forage, réduire l'usure du foret et améliorer la stabilité opérationnelle pendant le forage. L'amélioration de la lubricité permet de réduire le risque d'effondrement de la paroi du puits pendant le forage et de prolonger la durée de vie de l'équipement.
5. Bloquer les fissures et la perméabilité de contrôle
Dans certaines conditions de forage spéciales, telles que la rencontre d'une perméabilité élevée ou des formations fracturées, le CMC peut bloquer efficacement les pores et les fissures de la formation. Les molécules CMC ont de bonnes propriétés géliennes et peuvent former des colloïdes dans les liquides de forage pour réduire la perméabilité de l'eau dans la boue. Cet effet de blocage aide à empêcher l'eau dans la boue d'entrer dans la couche des eaux souterraines ou la couche de pétrole et de gaz, réduisant la pollution et protégeant les ressources souterraines.
6. Résistance au sel et résistance à haute température
Dans certains environnements de forage à haute salinité et à haute température, CMC a montré une excellente adaptabilité. Les groupes carboxyle contenus dans sa structure moléculaire peuvent se combiner efficacement avec des molécules d'eau pour améliorer sa solubilité et sa stabilité dans les environnements d'eau salée. Cela permet à CMC de jouer un rôle dans l'épaississement et la stabilisation de la boue dans les suspensions d'eau salée. De plus, CMC a également un certain degré de résistance à haute température et n'est pas facile à décomposer dans des environnements à haute température, ce qui aide à maintenir les performances de la boue dans des formations à haute température.
7. Protection de l'environnement
Avec l'amélioration continue des exigences de protection de l'environnement, de nombreuses industries travaillent dur pour réduire la pollution de l'environnement. Dans les opérations de forage, les additifs de boue traditionnels contiennent souvent des ingrédients toxiques, ce qui peut avoir un impact négatif sur l'environnement écologique. En tant que produit naturel, CMC est dérivé des fibres végétales et peut être rapidement dégradé dans l'eau, ce qui a moins de mal à l'environnement. Par conséquent, c'est un additif de boue vert et respectueux de l'environnement. Ses propriétés non toxiques et dégradables en font le matériau préféré dans de nombreux projets de développement pétrolier et gazier.
8. Synergie avec d'autres additifs
Dans les applications pratiques, le CMC est souvent mélangé à d'autres additifs de boue (comme le polyacrylamide, la bentonite, etc.). Le CMC peut être synergique avec ces additifs pour améliorer encore la rhéologie, la stabilité et la lubricité de la boue. Par exemple, lorsque le CMC est mélangé à la bentonite, il peut améliorer la stabilité colloïdale de la boue, éviter la sédimentation de la boue pendant l'utilisation et améliorer l'adaptabilité de la boue dans des environnements à haute température et à haute pression.
La carboxyméthyl cellulose (CMC) joue de nombreux rôles dans la boue. Il peut non seulement augmenter la viscosité et la rhéologie de la boue, améliorer la stabilité et la lubricité de la boue, mais également améliorer la protection environnementale de la boue, réduire l'usure de l'équipement pendant le forage et sceller efficacement les fissures de formation dans des conditions géologiques spéciales. En tant qu'additif de boue de forage important, le CMC a d'excellentes performances et de larges perspectives d'application, en particulier dans le domaine de la protection de l'environnement et du forage efficace, montrant sa valeur irremplaçable.
Heure du poste: 20 février-2025