انواع ویسکوز کننده ها و کاربردهای آن ها
انواع ویسکوز کننده سلولزی
ویسکوزکننده های سلولزی (غلظت دهندههای سلولزی) به طور موفقیتآمیزی در بسیاری از زمینههای مهندسی نفت به ویژه در سیال حفاری بازیافت نفت، شکستگی و سیمان سازی استفاده شدهاند.
در اینجا به کاربرد ویسکوز کنندههای سلولزی (غلظت دهندههای سلولزی) در سیمان چاه نفت اشاره خواهیم کرد. این غلظت ویسکوز کنندههای سلولزی به عنوان افزودنی چند منظوره در دوغاب سیمان عمل میکنند که مقدار افزودنیها را کاهش داده و هزینه عملیاتی عملیات سیمانکاری را کاهش میدهد.
انواع ویسکوز کنندههای سلولزی شامل هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، متیل سلولز (MC)، کربوکسی متیل سلولز (CMC) و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) میباشند.
HEC (هیدروکسی اتیل سلولز) – پلیمر سلولز اصلاح شده به دلیل ویژگیهای نسبتاً تمیز و محلول در اسید، به طور گسترده در سیالات تکمیل و کار برای کنترل ویسکوزیته و اتلاف سیال استفاده میشود. ساختار HEC به گونهای است که جامدات را به طور مؤثر معلق نمیکند.
به ویسکوز کنندههای سلولزی، اترهای سلولزی نیز میگویند که به عنوان ویسکوزکننده، ضخیمکننده، چسباننده، عامل تعلیق، تشکیل دهنده فیلم، کلوئیدهای محافظ و تثبیتکننده تقریباً در تمام زمینههای صنعتی مانند صنایع غذایی، ساختمان، سرامیک، حفاری، نساجی، مواد شوینده و صنایع آرایشی استفاده میشود. به دلیل تطبیقپذیری آنها، اترهای سلولزی یک بازار جهانی دائما در حال رشد هستند.
ویسکوزکننده ها در صنعت حفاری
کربوکسی متیل سلولز گرید حفاری نفت در شکستگی، حفاری و سیال چاه سیمان به عنوان کنترلکننده اتلاف سیال و چسبنده استفاده میشود. CMC می تواند از دیواره شفت محافظت کند و از هدر رفتن گل جلوگیری کند، بنابراین؛ کارایی بازیابی را افزایش میدهد.
کربوکسی متیل سلولز دارای ویژگیهای زیر است:
گل حفاری حاوی CMC میتواند دیواره خوب را به یک کیک فیلتر نازک و محکم با نفوذپذیری کم تبدیل کند و از دست دادن آب را کاهش دهد.
پس از افزودن CMC به گل حفاری، دکل حفاری میتواند نیروی برشی اولیه کم را به دست آورد تا گل بتواند به راحتی گاز پیچیده شده در آن را آزاد کند و زبالهها به سرعت در گودال گل دور ریخته میشوند.
گل حفاری مانند سایر پراکندگیهای تعلیق دارای دوره معینی است و افزودن CMC میتواند آن را تثبیت کرده و عمر آن را طولانی کند. گل حفاری حاوی CMC به ندرت تحت تأثیر کپک قرار میگیرد، بنابراین؛ نیازی به حفظ مقدار pH بالا و استفاده از مواد نگهدارنده نیست.
CMC عامل تصفیه گل حفاری و سیال خوب شستشو است که میتواند در برابر آلودگی نمکهای محلول مختلف مقاومت کند. گل حاوی CMC پایدار است و میتواند از دست دادن آب را حتی اگر دمای بیش از 150 درجه سانتیگراد باشد کاهش دهد.
CMC با ویسکوزیته بالا و درجه جایگزینی بالا برای گل با چگالی کم مناسب است. در مقابل، CMC با ویسکوزیته کم و درجه جایگزینی بالا برای گل با چگالی بالا ایده آل است. انتخاب CMC باید با توجه به نوع گل، مساحت، عمق چاه و سایر شرایط تعیین شود.
نقش CMC در سیالات حفاری
کربوکسی متیل سلولز (CMC) نقشی اساسی در صنعت حفاری ایفا میکند، جایی که کارایی و پایداری در اولویت قرار دارد. CMC به عنوان یک عامل چند منظوره عمل میکند که عملکرد کلی سیالات حفاری را افزایش میدهد.این امر با پرداختن به چالشهای مختلف در عملیات حفاری به دست میآید و در نهایت به فرایندهای روانتر و کارامدتر کمک میکند. برای درک واقعی اهمیت آن، بیایید به چگونگی تأثیر مثبت CMC بر عملیات حفاری بپردازیم.
افزایش خواص رئولوژیکی
یکی از نقشهای اصلی CMC در سیالات حفاری، کنترل خواص رئولوژیکی آنها است. رئولوژی به رفتار جریان و ویسکوزیته سیال حفاری مربوط میشود. CMC را میتوان دقیقاً برای دستیابی به مشخصات رئولوژیکی مورد نظر دوز کرد و از جریان بهینه سیال حفاری اطمینان حاصل کرد. این کنترل بسیار حیاتی است، زیرا حفظ ویسکوزیته مناسب برای جلوگیری از مشکلاتی مانند گیرکردن لوله و از دست رفتن گردش خون بسیار مهم است.
جلوگیری از ته نشین شدن جامدات
CMC همچنین در معلق کردن ذرات جامد در سیال حفاری برتری دارد. بدون CMC، قلمه های حفاری و سایر مواد جامد به سرعت در کف چاه تهنشین میشوند که منجر به مسدود شدن و مانع از پیشرفت حفاری میشود. با تعلیق مؤثر این جامدات، CMC تضمین میکند که سیال حفاری به خوبی مخلوط شده و جریان آزاد باقی میماند.
کنترل از دست دادن مایعات
یکی دیگر از عملکردهای کلیدی CMC کنترل از دست دادن مایع در سازند است. در حین حفاری، این خطر وجود دارد که سیال حفاری بتواند به سازند زمین شناسی اطراف حمله کند و منجر به چالشهایی مانند آسیب سازند و افزایش هزینهها شود. CMC به عنوان یک سازنده کیک فیلتر قابل اعتماد عمل میکند و یک مانع محافظ روی دیواره چاه ایجاد میکند. این مانع اتلاف سیال را به حداقل میرساند، سیال حفاری را حفظ میکند و خطر آسیب سازند را کاهش میدهد.
افزایش پایداری چاه
کربوکسی متیل سلولز به طور قابلتوجهی به پایداری چاه کمک میکند. با تشکیل کیک فیلتر ارتجاعی روی دیواره چاه، از نفوذ سیال به سازند جلوگیری میکند و یکپارچگی چاه را حفظ میکند. این پایداری برای جلوگیری از ریزش چاه، فوران و سایر خطرات حفاری که میتواند پیامدهای ایمنی و مالی جدی داشته باشد، بسیار مهم است.
جلوگیری از آسیب سازند
فراتر از پایداری چاه، CMC در جلوگیری از آسیب سازند در حین حفاری نیز نقش دارد. نفوذ سیال به سازند میتواند منجر به مسائلی مانند تورم خاک رس، مهاجرت ریزهها و کاهش نفوذپذیری شود. توانایی CMC برای به حداقل رساندن تهاجم سیال به حفظ یکپارچگی سازند و افزایش کارایی حفاری با جلوگیری از تلاشهای پرهزینه بهسازی کمک میکند.
به طور خلاصه، کربوکسی متیل سلولز (CMC) به دلیل توانایی آن در کنترل خواص رئولوژیکی، جلوگیری از تهنشین شدن جامدات، به حداقل رساندن اتلاف سیال، افزایش پایداری چاه و جلوگیری از آسیب سازند، یک افزودنی ضروری در سیالات حفاری است. این عملکردها در مجموع کارایی و پایداری حفاری را بهبود میبخشد و CMC را به یک جزء حیاتی در صنعت نفت و گاز تبدیل میکند.
بهبود ویسکوزیته و تعلیق سیال
کنترل ویسکوزیته سیال
کربوکسی متیل سلولز (CMC) نقشی اساسی در حفظ ویسکوزیته سیال بهینه در حین عملیات حفاری ایفا میکند. ویسکوزیته به مقاومت سیال در برابر جریان اشاره دارد و در حفاری، کنترل دقیق این ویژگی ضروری است.
CMC به عنوان یک اصلاح کننده ویسکوزیته
CMC به عنوان یک اصلاح کننده ویسکوزیته مؤثر در سیالات حفاری عمل میکند. میتوان آن را در غلظتهای مختلف اضافه کرد تا ویسکوزیته سیال را با توجه به نیازهای خاص حفاری تنظیم کند. این کنترل به چند دلیل حیاتی است:
جلوگیری از گیر کردن لوله
در حفاری، اگر ویسکوزیته سیال حفاری بیش از حد بالا باشد، رشته حفاری ممکن است گیر کند. این میتواند منجر به تاخیرهای پرهزینه و آسیب تجهیزات شود. از طرف دیگر، اگر ویسکوزیته خیلی کم باشد، قلمهها ممکن است تهنشین شوند و باعث از دست رفتن مایع و ناکارآمدی آن شوند. CMC تضمین میکند که ویسکوزیته سیال در محدوده بهینه باقی میماند و خطر گیرکردن لوله را کاهش میدهد.
تعلیق برش های حفاری
علاوه بر کنترل ویسکوزیته، CMC در تعلیق قلمههای حفاری در سیال حفاری برتری دارد. بدون تعلیق مؤثر، قلمهها در پایین چاه نشسته میشوند و باعث انسداد میشوند و مانع پیشرفت حفاری میشوند.
مکانیسم ایجاد ویسکوز کننده
ویسکوزکنندههای زیادی در زمینههای مختلف نفت استفاده شده است. پلیمرها در افزایش بازیافت نفت، سیال حفاری، کاربرد شکستگی و سیمان کاری چاه نفت استفاده میشوند.
سلولز پلیمرهای طبیعی است که می تواند به عنوان لایهبردار، ضخیم کننده و عامل ویسکوزیزه کننده در کاربردهای مختلف صنعت نفت استفاده شود. ویسکوزکنندههای سلولزی انواع مختلفی دارد مانند زانتان، صمغ گوار، هیدروکسی پروپیل گوار، گروه هیدروکسی اتیل، کربوکسی اتیل و گروه کربوکسی متیل.
این ویسکوزکنندههای از نوع سلولزی، در زمینههای مختلفی استفاده میشوند. علاوه بر کاربردهای دیگر، کاربرد بسیار خوبی در عملیات سیمان کاری چاه نفت دارد. سیمان ماده کلیدی است که در حین عملیات حفاری برای ایجاد جداسازی ناحیهای، محافظت از رشته پوشش و ایجاد استحکام برای نصب سر چاه استفاده شده است.
سیمان چاه نفت با آب و سایر مواد افزودنی مانند پخش کننده، تسریع کننده، تغییر شکل دهنده، کندکننده، افزودنی اتلاف سیال و مواد در گردش اتلاف به دلیل خواص ویژه آنها در دوغاب سیمان مخلوط میشود.
ویسکوزیته پلاستیک و نقطه بازده از خواص رئولوژیکی مهم دوغاب سیمان برای کنترل افت فشار و ایجاد جریان آشفته برای حذف کیک گل در نظر گرفته میشود. از آنجایی که سلولز یک پلیمر با زنجیره بلند است، ویسکوزیته را در دوغاب سیمان افزایش میدهد که آب روی گروه سلولز را جذب میکند.
از آنجاییکه HPMC و CMC تخریب دما و سرعت برشی کمتری نسبت به محلول HEC نشان دادند، در دوغاب سیمان ویسکوزیته پلاستیک و نقطه تسلیم این هر دو محلول بالاتر از دوغابهای مبتنی بر HEC بود. از طرف دیگر، ویسکوزیته افزایش یافته بر افت فشار تأثیر میگذارد.
جهت دریافت مشاوره در زمینه خرید و فروش مواد شیمیایی صنعتی با کارشناسان واحد فروش دکتر کمیکال در ارتباط باشید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.