常用的降濾失劑
常用的降濾失劑;
羧甲基纖維素纖維素是一種天然高分子化合物,其結(jié)構(gòu)是聚p一葡萄糖,由于分子鏈上的羥基形成分子內(nèi)和分子間氫鍵而產(chǎn)生結(jié)晶,故不溶于水。經(jīng)改性后可生成水溶性的改性纖維素。羧甲基纖維素(CMC)是纖維素的改性產(chǎn)物,其鈉鹽在油田中有廣泛的應(yīng)用,也稱鈉羧甲基纖維素,其分子結(jié)構(gòu)為:(鈉羧甲基纖維系)CMC是直鏈線型水溶性高分子化合物。它的兩個(gè)主要性能指標(biāo)是相對(duì)分子質(zhì)量和取代度(每個(gè)失水糖單元上的羥基中的氫被羧甲基取代的數(shù)目)。CMC的相對(duì)分子質(zhì)量越高,水溶液粘度越大。工業(yè)上按其水溶液粘度的大小把CMC分成三個(gè)等級(jí):高粘度的CMC,在25。C時(shí)1%水溶液的粘度為400~500mPa·s,由于其增粘能力強(qiáng);一般不作為降濾失劑使用;中粘度的CMC,在25%時(shí)2%水溶液粘度為50~270m1%·s,可作為一般鉆井液的降濾失劑,既可降低濾失量,同時(shí)又可提高鉆井液的粘度;低粘度的CMC,在25。C時(shí)2%水溶液粘度小于50mPa·s,可作為加重鉆井液的降濾失劑,以避免引起粘度過大。取代度的高低是決定CMC水溶性的主要因素,取代度大于0.5的CMC才易溶于水,取代度越高其水溶性越好。作為鉆井液處理劑的CMC,取代度為0.6~0.9效果較好。CMC是一種抗鹽、抗溫能力較強(qiáng)的降濾失劑,也有一定的抗鈣能力。降濾失量的同時(shí)還有增粘作用,適用于配制海水鉆井液、飽和鹽水鉆井液和鈣處理鉆井液,是目前應(yīng)用廣泛的一種降濾失劑。國(guó)內(nèi)鉆5000m以上的超深井時(shí),用CMC作降濾失劑可獲得較好效果。CMC主要是通過穩(wěn)定膠體顆粒作用達(dá)到降低濾失量的目的。CMC在鉆井液中解離成長(zhǎng)鏈多價(jià)負(fù)離子,鏈上的羥基與粘土顆粒表面上的氧原子形成氫鍵吸附,一部分羧基與斷鍵邊緣處的鋁離子之間產(chǎn)生靜電吸力,一部分羧基則通過水化作用使粘土顆粒表面形成水化層,同時(shí)增加了粘土顆粒表面的f電位。由于CMC分子鏈較長(zhǎng),一個(gè)分子可同時(shí)吸附多個(gè)粘土顆粒,與粘土顆粒形成混合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),避免粘土顆粒相互粘結(jié)變大,從而大大提高了粘土顆粒的聚結(jié)穩(wěn)定性,有利于形成致密而堅(jiān)韌的濾餅。此外,CMC能提高濾液粘度,以及本身的堵孔作用都可降低濾失量。
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