Urbšanas šķidrumi, ko parasti sauc par urbšanas dubļiem, ir kritiski svarīgi naftas un gāzes urbumu urbšanas procesā. To galvenās funkcijas ietver urbšanas bitu eļļošanu un dzesēšanu, urbšanas sprauslu pārvadāšanu uz virsmas, hidrostatiskā spiediena saglabāšanu, lai neļautu veidošanās šķidrumiem iekļūt urbumā un stabilizēt urbuma sienas. Urbšanas šķidrumu sastāvs var atšķirties, bet tie parasti sastāv no bāzes šķidruma, piedevām un svēršanas līdzekļiem. Karboksimetilgrucilozi (CMC) ir galvenā piedeva šajos šķidrumos, pateicoties tās unikālajām īpašībām, uzlabojot urbšanas darbību efektivitāti un efektivitāti.
Karboksimetilcelulozes īpašības
Karboksimetilceluloze ir ūdenī šķīstošs polimērs, kas iegūts no celulozes. Tās ķīmiskā struktūra sastāv no celulozes ķēdēm ar karboksimetilgrupām (-CH2-COOH), kas piestiprinātas pie glikopiranozes monomēru hidroksilgrupām. Šo grupu aizstāšanas pakāpe (DS) nosaka tā šķīdību un viskozitātes īpašības. CMC var ražot dažādās pakāpēs ar augstas viskozitātes un zemas viskozitātes veidiem, kas pielāgoti īpašiem pielietojumiem.
CMC funkcijas urbšanas šķidrumos
Viskozitātes kontrole: CMC galvenokārt izmanto, lai pielāgotu urbšanas šķidrumu viskozitāti. Tas palīdz veidot želejveida struktūru, kas uzlabo urbšanas sprauslu suspensiju, neļaujot tiem apmesties urbuma apakšā. Šis īpašums ir ļoti svarīgs, lai uzturētu tīras urbumus un efektīvas urbšanas operācijas. CMC augstas viskozitātes pakāpes ir īpaši efektīvas, lai izveidotu viskozu šķidrumu, kas efektīvāk var pārnest spraudeņus uz virsmas.
Filtrācijas kontrole: CMC ir būtiska loma šķidruma zuduma kontrolē urbšanas laikā. Tas samazina filtra kūkas caurlaidību, kas veidojas uz urbuma sienām, izveidojot plānu, zemas caurlaidības slāni. Šī darbība samazina urbšanas šķidruma iebrukumu apkārtējos veidojumos, saglabājot urbuma integritāti un novēršot iespējamos ogļūdeņražu nesošo zonu bojājumus. CMC ar zemu viskozitāti bieži izmanto tā augstākajām filtrācijas kontroles īpašībām.
Eļļošana: CMC eļļošanas īpašības uzlabo urbšanas šķidrumu veiktspēju, samazinot berzi starp urbšanas auklu un urbumu. Šis berzes samazinājums samazina griezes momentu un velk uz urbšanas auklu, izraisot vienmērīgākas urbšanas operācijas un samazinot urbšanas aprīkojuma nodilumu.
Slānekļa stabilizācija: CMC palīdz stabilizēt slānekļa veidojumus, kas rodas urbšanas laikā. Tas darbojas kā aizsargājošs koloīds, veidojot barjeru uz slānekļa daļiņu virsmas un novēršot to hidratāciju un sadalīšanos. Šī stabilizācija ir būtiska, lai novērstu urbuma nestabilitāti, kas var izraisīt tādas problēmas kā caurumu sabrukšana un iestrēgušo cauruļu negadījumi.
Temperatūras stabilitāte: CMC ir laba termiskā stabilitāte, saglabājot tās funkcionālās īpašības plašā temperatūru diapazonā, kas saskaras ar lejupejām. Šī stabilitāte nodrošina konsekventu urbšanas šķidruma veiktspēju pat augstas temperatūras vidē, padarot to piemērotu dziļām un ģeotermālām akām.
CMC izmantošanas priekšrocības šķidrumos
Vides savietojamība: CMC ir bioloģiski noārdāms un netoksisks polimērs, padarot to par videi draudzīgu izvēli šķidruma preparātu urbšanai. Tās lietošana atbilst noteikumiem un standartiem, kuru mērķis ir samazināt urbšanas darbību ietekmi uz vidi, jo īpaši jutīgajās vietās.
Izmaksu efektivitāte: CMC ir salīdzinoši lēts, salīdzinot ar citiem sintētiskiem polimēriem, ko izmanto urbšanas šķidrumos. Tā efektivitāte nelielās koncentrācijās veicina izmaksu ietaupījumus, samazinot nepieciešamo piedevu kopējo apjomu. Turklāt tā spēja uzlabot urbšanas efektivitāti un samazināt aprīkojuma nodilumu var izraisīt turpmāku ekonomisko ieguvumu.
Daudzpusība: CMC ir savietojams ar dažāda veida urbšanas šķidrumiem, ieskaitot uz ūdens bāzes, uz eļļu un sintētiskām sistēmām. Šī daudzpusība ļauj to pielietot dažādās urbšanas vidēs, sākot no krasta līdz jūrai un no parastajām līdz netradicionālām akām.
Lietošanas vienkāršība: CMC šķīdība ūdenī ļauj ērti iekļūt urbšanas šķidruma zāļu formās. To var tieši pievienot šķidrumam, neprasot sarežģītas sajaukšanas procedūras, vienkāršojot urbšanas šķidruma sagatavošanas procesu.
Lietojumprogrammu scenāriji
Ūdens bāzes urbšanas šķidrumi: ūdens bāzes urbšanas šķidrumos CMC parasti izmanto, lai uzlabotu viskozitāti, kontrolētu šķidruma zudumu un stabilizētu urbumu. Tās efektivitāte šajos šķidrumos ir labi dokumentēta, un to bieži izmanto kombinācijā ar citiem polimēriem un piedevām, lai sasniegtu vēlamās šķidruma īpašības.
Eļļas bāzes urbšanas šķidrumi: lai arī CMC var izmantot retāk, CMC var izmantot arī eļļas bāzes urbšanas šķidrumos. Šādos lietojumos CMC parasti tiek modificēts, lai uzlabotu tā šķīdību eļļā vai iekļauts emulsijas ūdens fāzē. Tās loma šajos šķidrumos ir līdzīga šķidrumiem, kas balstīti uz ūdeni, nodrošinot viskozitāti un filtrēšanas kontroli.
Augstas temperatūras urbšana: Tiek izmantotas augstas temperatūras urbšanas operācijām, piemēram, ģeotermālajām akām, tiek izmantotas specializētas CMC pakāpes ar pastiprinātu termisko stabilitāti. Šīs pakāpes saglabā savu funkcionalitāti paaugstinātā temperatūrā, nodrošinot pastāvīgu urbšanas šķidruma veiktspēju.
NETAKSTĪGA urbšana: netradicionālā urbumā, ieskaitot horizontālu urbšanu un hidraulisko sadalīšanos, CMC palīdz pārvaldīt sarežģītās urbuma ģeometrijas un augstspiediena vides problēmas. Tās spēja stabilizēt Wellbore un kontrolēt šķidruma zudumu ir īpaši vērtīga šajos scenārijos.
Izaicinājumi un apsvērumi
Kamēr CMC piedāvā daudzas priekšrocības urbšanas šķidrumos, ir jārisina daži izaicinājumi un apsvērumi, lai optimizētu tā izmantošanu:
Savietojamība ar citām piedevām: CMC efektivitāti var ietekmēt citu piedevu klātbūtne urbšanas šķidrumā. Lai nodrošinātu savietojamību un izvairītos no iespējamās mijiedarbības, kas varētu mazināt šķidruma veiktspēju, ir nepieciešama rūpīga formulēšana un pārbaude.
Hidratācijas laiks: CMC var būt nepieciešams noteikts laiks, lai pilnībā hidratētu un sasniegtu tā funkcionālās īpašības urbšanas šķidrumā. Šis aspekts jāņem vērā sagatavošanas un sajaukšanas procesa laikā, lai nodrošinātu, ka šķidrums sasniedz vēlamās viskozitātes un filtrācijas kontroles īpašības.
Temperatūra un pH jutība: CMC veiktspēju var ietekmēt ārkārtēja temperatūra un pH apstākļi. Atlasot atbilstošu CMC pakāpi un pielāgojot šķidruma formulējumu, var mazināt šos efektus un dažādos apstākļos nodrošināt konsekventu sniegumu.
Karboksimetilceluloze ir daudzpusīga un efektīva piedevas urbšanas šķidrumos, piedāvājot ieguvumus viskozitātes kontrolē, filtrēšanas kontrolē, eļļošanā, slānekļa stabilizācijā un temperatūras stabilitātē. Tā savietojamība ar vidi, rentabilitāti un lietošanas vienkāršību padara to par vērtīgu sastāvdaļu šķidruma formulējumu urbšanas laikā plašam lietojumprogrammām. Tā kā turpina pieaugt pieprasījums pēc efektīvām un ilgtspējīgām urbšanas operācijām, CMC loma urbšanas šķidruma veiktspējas uzlabošanā joprojām būs izšķiroša. Risinot izaicinājumus, kas saistīti ar tā izmantošanu un optimizēšanu šķidruma formulējumiem, nozare var izmantot visu CMC potenciālu, lai sasniegtu drošākus un efektīvākus urbšanas rezultātus.
Pasta laiks: 18.-1825. Februāris