ड्रिलिंग द्रव में सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज का अनुप्रयोग

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज (संक्षेप में सीएमसी-ना) एक महत्वपूर्ण पानी में घुलनशील बहुलक यौगिक है और इसका व्यापक रूप से तेल ड्रिलिंग तरल पदार्थ में उपयोग किया जाता है। इसके अद्वितीय गुण इसे ड्रिलिंग द्रव प्रणाली में एक अनिवार्य घटक बनाते हैं।

1. सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज के मूल गुण

सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज एक आयनिक सेल्युलोज ईथर है जो क्षार उपचार और क्लोरोएसेटिक एसिड के बाद सेल्युलोज द्वारा उत्पन्न होता है। इसकी आणविक संरचना में बड़ी संख्या में कार्बोक्सिमिथाइल समूह होते हैं, जिससे इसमें पानी में अच्छी घुलनशीलता और स्थिरता होती है। सीएमसी-ना गाढ़ा करने, स्थिरीकरण और फिल्म बनाने के गुणों के साथ पानी में एक उच्च-चिपचिपापन समाधान बना सकता है।

2. ड्रिलिंग तरल पदार्थ में सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ का अनुप्रयोग

रोगन

सीएमसी-ना का उपयोग ड्रिलिंग द्रव में गाढ़ेपन के रूप में किया जाता है। इसका मुख्य कार्य ड्रिलिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट को बढ़ाना और रॉक कटिंग और ड्रिल कटिंग को ले जाने की क्षमता को बढ़ाना है। ड्रिलिंग तरल पदार्थ की उचित चिपचिपाहट कुएं की दीवार को ढहने से प्रभावी ढंग से रोक सकती है और वेलबोर की स्थिरता को बनाए रख सकती है।

द्रव हानि कम करने वाला

ड्रिलिंग प्रक्रिया के दौरान, ड्रिलिंग तरल पदार्थ संरचना के छिद्रों में प्रवेश करेगा, जिससे ड्रिलिंग तरल पदार्थ में पानी की कमी हो जाएगी, जिससे न केवल ड्रिलिंग तरल पदार्थ बर्बाद होगा, बल्कि कुएं की दीवार ढहने और जलाशय को नुकसान भी हो सकता है। द्रव हानि कम करने वाले के रूप में, सीएमसी-ना कुएं की दीवार पर एक सघन फिल्टर केक बना सकता है, जो ड्रिलिंग तरल पदार्थ के निस्पंदन नुकसान को प्रभावी ढंग से कम करता है और संरचना और कुएं की दीवार की रक्षा करता है।

चिकनाई

ड्रिलिंग प्रक्रिया के दौरान, ड्रिल बिट और कुएं की दीवार के बीच घर्षण से बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होगी, जिसके परिणामस्वरूप ड्रिल उपकरण का घिसाव बढ़ जाएगा। सीएमसी-ना की चिकनाई घर्षण को कम करने, ड्रिल उपकरण के घिसाव को कम करने और ड्रिलिंग दक्षता में सुधार करने में मदद करती है।

स्टेबलाइजर

उच्च तापमान और उच्च दबाव के तहत ड्रिलिंग द्रव प्रवाहित हो सकता है या ख़राब हो सकता है, जिससे इसका कार्य समाप्त हो सकता है। सीएमसी-ना में अच्छी थर्मल स्थिरता और नमक प्रतिरोध है, और कठोर परिस्थितियों में ड्रिलिंग तरल पदार्थ की स्थिरता बनाए रख सकता है और इसकी सेवा जीवन का विस्तार कर सकता है।

3. सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज की क्रिया का तंत्र

चिपचिपापन समायोजन

सीएमसी-ना की आणविक संरचना में बड़ी संख्या में कार्बोक्सिमिथाइल समूह होते हैं, जो समाधान की चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए पानी में हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं। सीएमसी-ना के आणविक भार और प्रतिस्थापन डिग्री को समायोजित करके, विभिन्न ड्रिलिंग स्थितियों की जरूरतों को पूरा करने के लिए ड्रिलिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट को नियंत्रित किया जा सकता है।

निस्पंदन नियंत्रण

सीएमसी-ना अणु पानी में एक त्रि-आयामी नेटवर्क संरचना बना सकते हैं, जो कुएं की दीवार पर एक घने फिल्टर केक बना सकता है और ड्रिलिंग तरल पदार्थ के निस्पंदन नुकसान को कम कर सकता है। फिल्टर केक का निर्माण न केवल सीएमसी-ना की सांद्रता पर निर्भर करता है, बल्कि इसके आणविक भार और प्रतिस्थापन डिग्री पर भी निर्भर करता है।

स्नेहन

CMC-Na अणुओं को चिकनाई वाली फिल्म बनाने और घर्षण गुणांक को कम करने के लिए ड्रिल बिट की सतह और पानी में कुएं की दीवार पर अवशोषित किया जा सकता है। इसके अलावा, सीएमसी-ना ड्रिलिंग तरल पदार्थ की चिपचिपाहट को समायोजित करके अप्रत्यक्ष रूप से ड्रिल बिट और कुएं की दीवार के बीच घर्षण को भी कम कर सकता है।

तापीय स्थिरता

सीएमसी-ना उच्च तापमान स्थितियों के तहत अपनी आणविक संरचना की स्थिरता बनाए रख सकता है और थर्मल गिरावट का खतरा नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसके अणुओं में कार्बोक्सिल समूह उच्च तापमान क्षति का विरोध करने के लिए पानी के अणुओं के साथ स्थिर हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं। इसके अलावा, सीएमसी-ना में नमक प्रतिरोध भी अच्छा है और यह खारा संरचनाओं में अपना प्रदर्शन बनाए रख सकता है। 

4. सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ के अनुप्रयोग उदाहरण

वास्तविक ड्रिलिंग प्रक्रिया में, सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ का अनुप्रयोग प्रभाव उल्लेखनीय है। उदाहरण के लिए, एक गहरे कुएं की ड्रिलिंग परियोजना में, वेलबोर की स्थिरता और निस्पंदन हानि को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने, ड्रिलिंग गति बढ़ाने और ड्रिलिंग लागत को कम करने के लिए सीएमसी-ना युक्त एक ड्रिलिंग द्रव प्रणाली का उपयोग किया गया था। इसके अलावा, सीएमसी-ना का उपयोग समुद्री ड्रिलिंग में भी व्यापक रूप से किया जाता है, और इसका अच्छा नमक प्रतिरोध इसे समुद्री वातावरण में अच्छा प्रदर्शन करता है।

ड्रिलिंग तरल पदार्थ में सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ के अनुप्रयोग में मुख्य रूप से चार पहलू शामिल हैं: गाढ़ा करना, पानी की कमी को कम करना, स्नेहन और स्थिरीकरण। इसके अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण इसे ड्रिलिंग द्रव प्रणाली में एक अनिवार्य घटक बनाते हैं। ड्रिलिंग तकनीक के निरंतर विकास के साथ, सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलूलोज़ की अनुप्रयोग संभावनाएं व्यापक होंगी। भविष्य के शोध में, सीएमसी-ना की आणविक संरचना और संशोधन विधियों को इसके प्रदर्शन को और बेहतर बनाने और अधिक जटिल ड्रिलिंग वातावरण की जरूरतों को पूरा करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।