일반적으로 드릴링 머드로 알려진 드릴링 유체는 석유 및 가스 우물의 시추 과정에서 중요합니다. 그들의 주요 기능에는 드릴 비트의 윤활 및 냉각, 드릴 절단을 표면으로 운반하고, 형성 유체가 웰 보어로 들어가는 것을 방지하기 위해 정수압을 유지하고, 웰 보어 벽을 안정화시키는 것이 포함됩니다. 드릴링 유체의 조성은 변할 수 있지만 일반적으로 기본 유체, 첨가제 및 가중 제로 구성됩니다. 카르복시 메틸 셀룰로오스 (CMC)는 고유 한 특성으로 인해 이러한 유체의 주요 첨가제이며, 드릴링 작업의 효율성과 효과를 향상시킵니다.
카르복시 메틸 셀룰로오스의 특성
카르복시 메틸 셀룰로오스는 셀룰로오스로부터 유래 된 수용성 중합체이다. 그의 화학 구조는 글루코 피라 노스 단량체의 하이드 록실기에 부착 된 카르복시 메틸기 (-ch2-cooh)를 갖는 셀룰로오스 사슬로 구성된다. 이들 그룹의 치환 정도 (DS)는 용해도 및 점도 특성을 결정한다. CMC는 다양한 등급으로 생산 될 수 있으며, 특정 응용 분야에 맞게 조정 된 높은 비 확장 및 저점도 유형으로 생산할 수 있습니다.
드릴링 유체에서 CMC의 기능
점도 제어 : CMC는 주로 드릴링 유체의 점도를 조정하는 데 사용됩니다. 드릴 절단의 서스펜션을 향상시켜 웰 보어의 바닥에 침전되는 것을 방지하는 겔 형 구조를 형성하는 데 도움이됩니다. 이 속성은 깨끗한 시추공과 효율적인 시추 작업을 유지하는 데 중요합니다. CMC의 고 비 보조 등급은 특히 표면으로 절단을 전달할 수있는 점성 유체를 생성하는 데 특히 효과적입니다.
여과 제어 : CMC는 드릴링 중 유체 손실을 제어하는 데 중요한 역할을합니다. 그것은 얇고 낮은 투과성 층을 만들어 웰 보어 벽에 형성된 필터 케이크의 투과성을 감소시킵니다. 이 조치는 주변 구조물로 드릴링 유체의 침입을 최소화하여 웰 보어의 무결성을 보존하고 탄화수소 베어링 구역에 대한 잠재적 손상을 방지합니다. 저급성 CMC는 종종 우수한 여과 제어 특성에 사용됩니다.
윤활 : CMC의 윤활 특성은 드릴링 유체의 성능을 향상시켜 드릴 스트링과 웰 보어 사이의 마찰을 줄입니다. 이러한 마찰 감소는 토크를 감소시키고 드릴 스트링의 드래그하여 드릴링 작업이 부드럽고 드릴링 장비의 마모를 최소화합니다.
셰일 안정화 : CMC는 시추 중에 발생하는 셰일 형성을 안정화시키는 데 도움이됩니다. 그것은 보호 콜로이드 역할을하여 셰일 입자의 표면에 장벽을 형성하고 수화 및 붕해를 방지합니다. 이 안정화는 웰 보어 불안정성을 방지하는 데 중요하며, 이는 구멍 붕괴 및 고착 파이프 사건과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.
온도 안정성 : CMC는 우수한 열 안정성을 나타내며, 다운 홀 조건에서 발생하는 광범위한 온도에서 기능적 특성을 유지합니다. 이 안정성은 고온 환경에서도 드릴링 유체의 일관된 성능을 보장하여 깊고 지열 우물에 적합합니다.
드릴링 유체에서 CMC 사용의 이점
환경 적 호환성 : CMC는 생분해 성 및 비 독성 중합체로 유체 제형 시추에 환경 친화적 인 선택입니다. 사용은 특히 민감한 영역에서 시추 운영의 환경 영향을 최소화하기위한 규정 및 표준과 일치합니다.
비용 효율성 : CMC는 드릴링 유체에 사용되는 다른 합성 중합체에 비해 상대적으로 저렴합니다. 작은 농도의 효과는 필요한 첨가제의 전체 양을 줄임으로써 비용 절감에 기여합니다. 또한 드릴링 효율을 향상시키고 장비 마모를 줄이는 능력은 경제적 이점을 더욱 높일 수 있습니다.
다목적 성 : CMC는 수성, 석유 기반 및 합성 기반 시스템을 포함한 다양한 유형의 드릴링 유체와 호환됩니다. 이 다양성은 다른 시추 환경, 육상에서 해외, 기존의 우물에 이르기까지 적용 할 수 있습니다.
사용 편의성 : 물에서 CMC의 용해도는 드릴링 유체 제형에 쉽게 통합 할 수있게합니다. 복잡한 혼합 절차가 필요하지 않고 유체에 직접 추가 할 수 있으며, 드릴링 유체 준비 공정을 단순화합니다.
응용 프로그램 시나리오
수성 시추 유체 : 수성 시추 유체에서 CMC는 일반적으로 점도를 향상시키고, 유체 손실을 제어하고, 웰 보어를 안정화시키는 데 사용됩니다. 이들 유체의 효과는 잘 문서화되어 있으며, 원하는 유체 특성을 달성하기 위해 다른 폴리머 및 첨가제와 함께 사용됩니다.
유성 시추 유체 : 덜 일반적이지만 CMC는 유성 시추 유체에도 사용할 수 있습니다. 이러한 응용 분야에서, CMC는 전형적으로 오일의 용해도를 향상 시키거나 에멀젼의 수성 단계에 포함되도록 변형된다. 이들 유체에서의 역할은 수성 유체에서의 역할과 유사하여 점도 및 여과 제어를 제공한다.
고온 시추 : 지열 웰스와 같은 고온 시추 작업의 경우 열 안정성이 향상된 특수 등급의 CMC가 사용됩니다. 이 등급은 높은 온도에서 기능을 유지하여 드릴링 유체의 일관된 성능을 보장합니다.
비 전통적인 시추 : 수평 드릴링 및 유압 파쇄를 포함한 비 전통적인 시추에서 CMC는 복잡한 웰 보어 형상 및 고압 환경의 문제를 관리하는 데 도움이됩니다. 웰 보어 및 제어 유체 손실을 안정화시키는 능력은 이러한 시나리오에서 특히 가치가 있습니다.
도전과 고려 사항
CMC는 드릴링 유체에 수많은 이점을 제공하지만 사용을 최적화하려면 특정 문제와 고려 사항을 해결해야합니다.
다른 첨가제와의 호환성 : CMC의 효과는 드릴링 유체에 다른 첨가제의 존재에 의해 영향을받을 수 있습니다. 호환성을 보장하고 유체의 성능을 감소시킬 수있는 잠재적 인 상호 작용을 피하려면 신중한 공식 및 테스트가 필요합니다.
수화 시간 : CMC는 드릴링 유체에서 기능적 특성을 완전히 수화하고 달성하는 데 일정 시간이 필요할 수 있습니다. 이 측면은 유체가 원하는 점도 및 여과 제어 특성에 도달 할 수 있도록 준비 및 혼합 공정 동안 고려해야합니다.
온도 및 pH 감도 : CMC의 성능은 극한 온도 및 pH 조건의 영향을받을 수 있습니다. 적절한 등급의 CMC를 선택하고 유체 제형을 조정하면 이러한 효과를 완화하고 다양한 조건에서 일관된 성능을 보장 할 수 있습니다.
카르복시 메틸 셀룰로오스는 드릴링 유체의 다목적이고 효과적인 첨가제로 점도 제어, 여과 제어, 윤활, 셰일 안정화 및 온도 안정성에 이점을 제공합니다. 환경 적 호환성, 비용 효율성 및 사용 편의성은 광범위한 응용 분야를위한 유체 제형 시추에 귀중한 구성 요소가됩니다. 효율적이고 지속 가능한 시추 작업에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 드릴링 유체 성능을 향상시키는 데있어 CMC의 역할은 여전히 중요합니다. 유체 제형 사용과 관련된 과제를 해결함으로써 업계는 CMC의 잠재력을 최대한 활용하여보다 안전하고 효율적인 시추 결과를 달성 할 수 있습니다.
후 시간 : 2 월 18-2025 년