La carbossimetilcellulosa di sodio utilizza nelle industrie del petrolio

La carbossimetilcellulosa di sodio (CMC) è un additivo versatile ed essenziale utilizzato in vari settori, incluso il settore petrolifero. Nell'industria petrolifera, CMC trova numerose applicazioni grazie alle sue proprietà uniche, che includono ispessimento, stabilizzazione, sospensione e controllo del flusso di fluido. Questa vasta gamma di proprietà rende CMC un componente indispensabile in vari processi di perforazione, completamento e produzione. In questo articolo completo, esploriamo i vari usi diSodio carbossimetilcellulosaNell'industria petrolifera.

1. Introduzione al sodio carbossimetilcellulosa (CMC)

Carbossimetilcellulosa di sodio, comunemente noto come CMC, è un polimero solubile in acqua derivato dalla cellulosa, un biopolimero naturale che si trova nelle pareti cellulari delle piante. È prodotto dalla modifica chimica della cellulosa utilizzando il cloroacetato di sodio, che porta alla formazione di gruppi carbossimetilici. Il grado di sostituzione (DS) di CMC indica il numero di gruppi carbossimetilici inseriti per unità di anidroglucosio nella catena di cellulosa.

2. Proprietà della carbossimetilcellulosa di sodio

Prima di scavare negli usi di CMC HV e CMC LV nell'industria petrolifera, esploriamo le sue proprietà essenziali che lo rendono adatto a varie applicazioni:

2.1. Solubilità in acqua:CMC è altamente solubile in acqua e forma soluzioni chiare e viscose a bassa concentrazione.

2.2. Viscosità:CMC presenta un comportamento reologico pseudo-plastica, il che significa che riduce la viscosità con tassi di taglio crescenti, adattando adatto per applicazioni di fluidi di perforazione.

2.3. Agente addensante:CMC funziona come un agente addensante efficiente, fornendo una maggiore stabilità ai fluidi di perforazione e alla sospensione dei solidi.

2.4. Tolleranza al sale:CMC mantiene la sua funzionalità in presenza di sali, lo rende ideale per l'uso in fluidi a base di salamoia.

2.5. Stabilità del pH:CMC rimane stabile in un'ampia gamma di pH, consente il suo utilizzo in vari ambienti di perforazione.

3. Usi della carbossimetilcellulosa di sodio nelle industrie petrolifere

Nell'industria petrolifera, CMC è utilizzato In diverse applicazioni critiche, come operazioni di perforazione, completamento, cementazione e recupero dell'olio migliorato (EOR). Esploriamo ogni applicazione nel dettaglio:

3.1. Fluidi di perforazione

I fluidi di perforazione, comunemente note come muds, sono essenziali per il processo di perforazione. Servono molteplici scopi, tra cui la lubrificazione della punta da trapano, il raffreddamento e la pulizia della punta da trapano e la stabilità del pozzo. CMC gioca un ruolo vitale nei fluidi di perforazione come segue:

3.1.1. Modificatore di reologia: CMC atti come modificatore di reologia, regolazione della viscosità del fluido di perforazione per controllare le sue proprietà di flusso. Previene la perdita di fluido eccessiva e migliora la stabilità del pozzo, riducendo il rischio di un pozzo.

3.1.2. Controllo della perdita di fluido: funzioni CMC come agente di controllo della perdita di fluido, formando una torta filtrante sottile e impermeabile sulle pareti del pozzo. Questo impedisce ai fluidi di perforazione di filtrare nella formazione, ridurre i danni alla formazione e migliorare la produttività.

3.1.3. L'inibitore dello scisto: CMC aiuta a prevenire il gonfiore delle forme ricche di argilla (shales) incapsulando le particelle di argilla e previene la dispersione nel fluido di perforazione.

3.1.4. Agente di sospensione: CMC aiuta nella sospensione dei tagli del trapano nel fluido di perforazione, facilitare la rimozione dal pozzo.

3.1.5. Compatibilità ambientale: CMC è ecologico e biodegradabile, rendendo la scelta preferita sugli additivi sintetici nelle operazioni di perforazione sensibili.

3.2. Fluidi di completamento

I fluidi di completamento vengono utilizzati durante le operazioni di completamento del pozzo, come perforazione, imballaggio di ghiaia e stimolazione. CMC ha lo scopo di:

3.2.1. Fluido portante: CMC viene spesso utilizzato come fluido portante per il trasporto di prodotti durante le operazioni di fratturazione idraulica.

3.2.2. Agente gelificante: CMC può essere utilizzato per creare gel per il controllo della perdita di liquidi durante operazioni di fratturazione o confezionamento di ghiaia.

3.2.3. Fluidi fratturanti: CMC viene aggiunto ai fluidi fratturanti per migliorare la viscosità, che aiuta nel trasporto di prodotti e garantisce ai prodotti di rimanere in posizione per prop fratture aperte.

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3.2.4. Stabilizzatore di viscosità: CMC aiuta a stabilizzare la viscosità in ambienti ad alta temperatura e alta salinità, previene la rottura del fluido prematuro.

3.3. Additivo cementante

La cementazione è un processo critico durante la costruzione di pozzi, dove il cemento viene pompato nel pozzo per isolare e stabilizzare l'involucro e proteggere la formazione. CMC viene utilizzato nelle operazioni di cementazione nei modi elencati di seguito:

3.3.1. Controllo della perdita di fluido: CMC viene utilizzato per controllare la perdita di fluido durante il posizionamento di liquami di cemento, garantire un'efficiente distribuzione del cemento e l'isolamento zonale.

3.3.2. Stabilizzatore: CMC stabilizza gli fanghi di cemento ad alte temperature e previene la separazione e la sedimentazione delle particelle di cemento.

3.3.3. Set rallentatore: CMC atti come rallentatore di set, ritardare il tempo di impostazione del cemento, consentire un tempo sufficiente per il corretto posizionamento del cemento.

3.4. Recupero dell'olio potenziato (EOR)

Le tecniche di recupero dell'olio potenziato (EOR) sono utilizzate per aumentare il recupero degli idrocarburi dai serbatoi dopo che i metodi di recupero primari e secondari sono stati consumati. CMC trova applicazioni in alcuni processi EOR:

3.4.1. Allagamento chimico: nei processi di allagamento chimico come allagamento di polimeri, CMC viene utilizzato come agente di controllo della mobilità. Riduce la mobilità dell'acqua iniettata, consente una migliore efficienza di spazzata e un maggiore recupero dell'olio.

3.4.2. Allagamento tensioattivo: CMC può essere aggiunto alle formule tensioattivo per migliorare la loro stabilità e migliorare le loro prestazioni nei processi EOR di allagamento tensioattivo.

3.5. Controllo della circolazione persa

La circolazione persa si verifica durante la fuga dei fluidi di perforazione in composizioni altamente permeabili, riducendo l'efficienza di perforazione e aumentando i costi. CMC viene utilizzato per affrontare i problemi di circolazione persa formando materiali di collegamento per sigillare le fratture e recuperare il controllo sui fluidi di perforazione.

4.

La carbossimetilcellulosa di sodio (CMC) è un additivo altamente versatile e prezioso nell'industria petrolifera, trovando applicazioni nella perforazione, nel completamento, nella cementazione e nelle operazioni di recupero dell'olio potenziate. La sua solubilità in acqua, proprietà ispessenti, tolleranza al sale e stabilità del pH lo rendono una scelta ideale per vari ambienti di perforazione difficili. L'uso di CMC nell'industria petrolifera ha migliorato in modo significativo l'efficienza di perforazione, la stabilità del pozzo e il recupero del petrolio, il che lo rende un componente indispensabile nelle moderne pratiche di perforazione.

In fine, la carbossimetilcellulosa di sodio gioca un ruolo chiave nel miglioramento delle operazioni di perforazione, massimizza la produttività e garantisce il recupero efficiente degli idrocarburi dai serbatoi. Il suo utilizzo continuo nell'industria petrolifera è una prova della sua efficacia e versatilità, che lo rende un additivo essenziale per il futuro.