Карбоксиметилцеллюлоза

Натриевая КМЦ и ПАЦ, КМЦ, степень замещения которой обычно превышает 1,0, являются двумя наиболее широко используемыми анионными полимерами, которые служат для контроля вязкости и скорости фильтрации. .

Более высокая степень замещения КМЦ, например, в ПАЦ, обеспечивает хорошее снижение потерь жидкости в электролитсодержащей системе с глиной смектитового типа, такой как бентонит. Однако эффективность КМЦ, как полиэлектролита, как загустителя имеет свои ограничения, поскольку ее эффективность снижается с увеличением концентрации электролита. Таким образом, обычная КМЦ в основном подходит для композиций буровых растворов с низким содержанием электролита, таких как композиции буровых растворов на основе пресной воды. Хотя КМЦ и ПАЦ с высокой степенью полимеризации используются в качестве загустителей, обычные марки не обладают хорошими суспензионными свойствами (высокая вязкость при низком сдвиге), которые необходимы для эффективного вывода шлама на поверхность.

Альтернативно в качестве загустителя и суспендирующего агента используется ксантановая камедь. Ксантановая камедь имеет очень подходящие реологические свойства. Он образует гель в течение короткого периода времени, когда буровая циркуляция замедляется или прерывается. Это обеспечивает иммобилизацию дисперсных твердых веществ в жидкой композиции. После возобновления циркуляции гель легко превращается в текучую жидкость, тем самым сохраняя хорошую дисперсию твердых веществ, содержащихся в жидкой композиции.

Однако ксантановая камедь относительно дорога. Более того, он стабилен только при температуре ниже 120 °C, что делает его менее пригодным для сверления при температурах выше 120 °C. Кроме того, многие сорта ксантана содержат очень мелкие нерастворимые вещества, обычно остатки процесса ферментации. Эти нерастворимые материалы нежелательны для операций бурения, поскольку они затрудняют очистку скважины. Только более дорогие сорта ксантана не содержат этих нерастворимых частей.

В большинстве буровых операций состав бурового раствора испытывает сильный сдвиг. Это особенно выгодно, если КМЦ используется в таких жидких композициях, поскольку определенные составы КМЦ гелеобразуют при воздействии высокого сдвига. Применение высоких сдвиговых усилий значительно улучшает гелеобразующие свойства КМЦ .

Гелеобразующие свойства КМЦ также можно улучшить путем термообработки. Предпочтительно КМЦ обрабатывают при температуре 70°С или выше. Описан состав бурового раствора, который можно использовать при температуре до 140°C. Однако выше этой температуры КМЦ разлагается. По сравнению с жидкими композициями, в которых используется ксантановая камедь, которая разлагается при температуре выше 120°C, можно проводить более глубокие операции бурения при более высоких температурах.