Carboxymethyl cellulose (CMC) là một hợp chất polymer hòa tan trong nước phổ biến được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Đặc biệt trong việc khoan và kỹ thuật dầu mỏ, CMC đóng vai trò quan trọng như một chất phụ gia bùn. Các chức năng chính của nó là cải thiện các đặc tính lưu biến của bùn, tăng tính ổn định của bùn, cải thiện độ bôi trơn, giảm hao mòn bit khoan, v.v.
1. Tăng độ nhớt của bùn
Độ nhớt của bùn là rất quan trọng cho các hoạt động khoan. Độ nhớt quá thấp không thể loại bỏ hiệu quả các vết cắt được tạo ra trong quá trình khoan, và độ nhớt quá cao sẽ ảnh hưởng đến tính trôi chảy và hiệu quả của bùn. CMC có thể tăng hiệu quả độ nhớt của bùn bằng cách tương tác với các phân tử nước thông qua nhóm carboxylmethyl trong cấu trúc phân tử của nó. Các phân tử CMC tạo thành một cấu trúc mạng trong nước, có thể hấp thụ nước và sưng lên và tăng độ nhớt của chất lỏng, do đó tăng cường tính chất lưu biến của bùn. Tài sản này có ý nghĩa lớn để loại bỏ các đường cắt và ổn định thành lỗ khoan trong quá trình khoan.
2. Đặc tính lưu biến dày và điều chỉnh
Các tính chất lưu biến của bùn (bao gồm độ nhớt, tính lưu động, v.v.) rất quan trọng đối với sự tiến bộ trơn tru của các hoạt động khoan. CMC có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của nhựa và giá trị năng suất của bùn ở một nồng độ nhất định, điều chỉnh các tính chất lưu biến của bùn và đảm bảo rằng bùn có tính trôi chảy và bôi trơn tốt trong quá trình khoan. Độ nhớt tăng giúp giảm điện trở của bùn, do đó cải thiện hiệu quả của việc khoan và giảm độ mòn của mũi khoan gây ra bởi khả năng chống dòng chảy quá mức trong quá trình khoan.
3. Cải thiện sự ổn định của bùn
Trong quá trình khoan, sự ổn định của bùn là rất quan trọng, đặc biệt là trong các môi trường địa chất và thay đổi nhiệt độ khác nhau. Do độ hòa tan và độ ổn định của nước tốt, CMC có thể tăng cường khả năng chống nhiệt và khả năng chống muối của bùn, do đó vẫn có thể duy trì hiệu suất cao trong các điều kiện khoan khác nhau. CMC có thể tạo thành một dung dịch keo ổn định trong bùn, ngăn bùn khỏi sự lắng đọng, keo tụ và các hiện tượng khác, và đảm bảo sự ổn định lâu dài của bùn.
4. Tăng độ bôi trơn của bùn
Trong các hoạt động khoan, ma sát giữa mũi khoan và sự hình thành là không thể tránh khỏi. Ma sát quá mức sẽ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, giảm hiệu quả khoan và thậm chí có thể gây ra thiệt hại thiết bị. CMC có thể làm tăng đáng kể độ bôi trơn của bùn, giảm hệ số ma sát giữa mũi khoan và thành lỗ khoan, giảm độ mòn của mũi khoan và cải thiện độ ổn định hoạt động trong quá trình khoan. Việc cải thiện độ bôi trơn giúp giảm nguy cơ sụp đổ tường trong quá trình khoan và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
5. Khối vết nứt và tính thấm kiểm soát
Trong một số điều kiện khoan đặc biệt, chẳng hạn như gặp phải tính thấm cao hoặc hình thành bị gãy, CMC có thể chặn các lỗ chân lông và vết nứt trong sự hình thành một cách hiệu quả. Các phân tử CMC có tính chất gelling tốt và có thể hình thành chất keo trong các chất lỏng khoan để giảm tính thấm của nước trong bùn. Hiệu ứng chặn này giúp ngăn nước trong bùn xâm nhập vào lớp nước ngầm hoặc lớp dầu khí, giảm ô nhiễm và bảo vệ tài nguyên ngầm.
6. Khả năng chống muối và điện trở nhiệt độ cao
Trong một số môi trường khoan cao và nhiệt độ cao, CMC đã cho thấy khả năng thích ứng tuyệt vời. Các nhóm carboxyl có trong cấu trúc phân tử của nó có thể kết hợp hiệu quả với các phân tử nước để tăng cường độ hòa tan và ổn định của nó trong môi trường nước mặn. Điều này cho phép CMC vẫn đóng một vai trò trong việc làm dày và ổn định bùn trong các bùn nước muối. Ngoài ra, CMC cũng có một mức độ kháng nhiệt độ cao nhất định và không dễ phân hủy trong môi trường nhiệt độ cao, giúp duy trì hiệu suất của bùn trong các khu vực nhiệt độ cao.
7. Bảo vệ môi trường
Với việc cải thiện liên tục các yêu cầu bảo vệ môi trường, nhiều ngành công nghiệp đang làm việc chăm chỉ để giảm ô nhiễm môi trường. Trong các hoạt động khoan, các chất phụ gia bùn truyền thống thường chứa các thành phần độc hại, có thể có tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Là một sản phẩm tự nhiên, CMC có nguồn gốc từ các sợi thực vật và có thể nhanh chóng bị suy thoái trong nước, ít gây hại cho môi trường. Do đó, nó là một phụ gia bùn màu xanh lá cây và thân thiện với môi trường. Các đặc tính không độc hại và phân hủy của nó làm cho nó trở thành vật liệu ưa thích trong nhiều dự án phát triển dầu khí.
8. Synergy với các chất phụ gia khác
Trong các ứng dụng thực tế, CMC thường được trộn với các chất phụ gia bùn khác (như polyacrylamide, bentonite, v.v.). CMC có thể phối hợp với các chất phụ gia này để cải thiện hơn nữa việc lưu biến, ổn định và bôi trơn của bùn. Ví dụ, khi CMC được trộn với bentonite, nó có thể tăng cường độ ổn định keo của bùn, tránh sự lắng đọng của bùn trong quá trình sử dụng và cải thiện khả năng thích ứng của bùn trong môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao.
Carboxymethyl cellulose (CMC) đóng nhiều vai trò trong bùn. Nó không chỉ có thể làm tăng độ nhớt và lưu biến của bùn, cải thiện tính ổn định và bôi trơn của bùn, mà còn cải thiện sự bảo vệ môi trường của bùn, làm giảm sự hao mòn của thiết bị trong quá trình khoan và niêm phong hiệu quả các vết nứt hình thành trong điều kiện địa chất đặc biệt. Là một phụ gia bùn khoan quan trọng, CMC có hiệu suất tuyệt vời và triển vọng ứng dụng rộng, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo vệ môi trường và khoan hiệu quả, cho thấy giá trị không thể thay thế của nó.
Thời gian đăng: Tháng 2 năm 20-2025