石油産業におけるカルボキシメチルセルロースナトリウムの使用

カルボキシメチルセルロースナトリウム (CMC) は、石油セクターを含むさまざまな産業で使用される用途が広く不可欠な添加剤です。 石油業界では、CMCは、増粘、安定化、懸濁、流体の流れの制御など、その独自の特性により、多くの用途があります。 この幅広いプロパティにより、CMCはさまざまな掘削、完成、および製造プロセスに不可欠なコンポーネントになります。 この包括的な記事では、さまざまな用途を探ります。カルボキシメチルセルロースナトリウム石油業界で。

1.ナトリウムへの紹介カルボキシメチルセルロース (CMC)

一般にCMCと呼ばれるカルボキシメチルセルロースナトリウムは、植物の細胞壁に見られる天然の生体高分子であるセルロースに由来する水溶性ポリマーです。 これは、クロロアセテートナトリウムを使用したセルロースの化学修飾によって生成され、カルボキシメチル基の形成につながります。 CMCの置換度 (DS) は、セルロース鎖のアンヒドログルコース単位あたりに導入されたカルボキシメチル基の数を示します。

2.ナトリウムのカルボキシメチルセルロースの特性

石油業界でのCMC HVとCMC LVの用途を掘り下げる前に、さまざまな用途に適したその重要な特性を探りましょう。

2.1。 水溶性:CMCは水溶性が高く、低濃度で透明で粘性のある溶液を形成します。

2.2。 粘度:CMCは疑似プラスチックのレオロジー挙動を示します。つまり、せん断速度の増加に伴って粘度が低下し、掘削流体の用途に適しています。

2.3です。 増粘剤:CMCは効率的な増粘剤として機能し、掘削液と懸濁固形物の安定性を高めます。

2.4だ 塩の公差:CMCは塩の存在下でその機能を保持しているため、ブラインベースの流体での使用に理想的です。

2.5だ PH安定性:CMCは広いpH範囲で安定しており、さまざまな掘削環境での使用が可能です。

3.石油产业におけるカルボキシメチルセルロースナトリウムの使用

石油産業では、CMCは、掘削、完成、セメント、強化石油回収 (EOR) 操作など、いくつかの重要なアプリケーションで採用されています。 これらの各アプリケーションを詳しく調べてみましょう。

3.1 掘削流体

一般に泥として知られている掘削流体は、掘削プロセスに不可欠です。 それらは、ドリルビットの潤滑、ドリルビットの冷却とクリーニング、坑井の安定性の提供など、複数の目的に役立ちます。 CMCは次の通り掘削流体の重要な役割を担います:

3.1.1だ レオロジー調整剤: CMCはレオロジー調整剤として機能し、掘削流体の粘度を調整してその流れ特性を制御します。 過度の水分損失を防ぎ、ボアホールの安定性を高め、井戸が崩壊するリスクを減らします。

3.1.2だ 流体損失制御: CMCは流体損失制御剤として機能し、坑井の壁に薄い不浸透性のフィルターケーキを形成します。 これにより、掘削液が地層に浸透するのを防ぎ、地層の損傷を減らし、井戸の生産性を向上させます。

3.1.3だ 頁岩の抑制: CMCは、粘土粒子をカプセル化し、それらが掘削液に分散するのを防ぐことにより、粘土が豊富な地層 (頁岩) の膨張を抑制するのに役立ちます。

3.1.4だ サスペンションエージェント: CMCは、掘削液にドリルカットを吊るすのを助け、坑井からの取り外しを容易にします。

3.1.5。 環境の互換性: CMCは環境に優しく生分解性であるため、高感度の掘削作業では合成添加物よりも好ましい選択肢となっています。

3.2だ 完成流体

完成液は、穿孔、砂利充填、刺激などの井戸完成操作中に使用されます。 CMCは、完成液で次の目的を果たします。

3.2.1だ キャリア流体: CMCは、水圧破砕操作中にプロパントを運ぶためのキャリア流体としてよく使用されます。

3.2.2。 ゲル化剤: CMCは、破砕または砂利充填作業中の水分損失を制御するためのゲルを作成するために使用できます。

3.2.3。 破砕液: CMCは、粘度を高めるために破砕液に追加されます。これは、プロパントの輸送に役立ち、プロパントが開いた骨折を支えるために所定の位置に留まるようにします。

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3.2.4。 粘度安定剤: CMCは、高温および高塩分環境で粘度を安定させるのに役立ち、早期の液体分解を防ぎます。

3.3。 接着剤

セメントは、井戸建設中の重要なプロセスであり、セメントが坑井にポンプで送られ、ケーシングを分離および安定させ、地層を保護します。 CMCは次の方法でセメント操作で利用されます:

3.3.1だ 流体損失制御: CMCは、セメントスラリー配置中の流体損失を制御するために使用され、効率的なセメント分配とゾーン分離を保証します。

3.3.2だ 安定剤: CMCは高温でセメントスラリーを安定化し、セメント粒子の分離および沈降を防止する。

3.3.3。 セットリターダー: CMCはセットリターダーとして機能し、セメントの設定時間を遅らせ、適切なセメントの配置に十分な時間を与えます。

3.4だ 高められたオイルの回復 (EOR)

一次および二次回収方法が使い果たされた後、貯留層からの炭化水素の回収を増やすために、強化油回収 (EOR) 技術が採用されています。 CMCは特定のEORプロセスでアプリケーションを見つけます:

3.4.1 化学的洪水: ポリマーフラッディングのような化学的フラッディングプロセスでは、CMCは移動性制御剤として使用されます。 それは注入された水の移動性を減らし、より良い掃引効率と増加した石油回収を可能にします。

3.4.2 界面活性剤の洪水: CMCを界面活性剤製剤に添加して、界面活性剤のフラッディングEORプロセスでの安定性を向上させることができます。

3.5だ 失われた循环制御

循環の喪失は、掘削流体が透過性の高い地層に逃げるときに発生し、掘削効率の低下とコストの増加につながります。 CMCは、割れ目を封鎖し、掘削流体の制御を取り戻すために橋渡し材料を形成することにより、失われた循環の問題に対処するために使用されます。

4.結論

カルボキシメチルセルロースナトリウム (CMC) は、石油業界で非常に用途が広く価値のある添加剤であり、掘削、完成、セメント、および強化された石油回収作業に応用されています。 その水溶性、増粘特性、耐塩性、およびpH安定性により、さまざまな困難な掘削環境に理想的な選択肢となっています。 石油産業でのCMCの使用は、掘削効率、坑井の安定性、および石油回収を大幅に改善し、現代の掘削慣行に不可欠な要素となっています。

結論として、カルボキシメチルセルロースナトリウムは、掘削作業を強化し、井戸の生産性を最大化し、貯留層からの炭化水素の効率的な回収を確保する上で重要な役割を果たします。 石油産業での継続的な利用は、その有効性と多様性の証であり、予見可能な将来に不可欠な添加物となっています。