钻井液与完井液技术是石油钻井工程的重要组成部分,它在确保安全、优质及快速钻井中起着关键性作用。作为一类用来调整钻井液与完井液性能的处理机,纤维素衍生物的主要作用体现在降滤失和增粘方面。
CMC作为增粘剂使用,可以提高钻井液粘度,从而提高钻井液的悬浮能力。
CMC产品作为降滤失剂使用,能良好的控制失水,加入CMC后,钻井液能在井壁形成好质量的泥饼,滤饼薄而坚韧,渗透系数值低,能有效的保护井壁,阻止钻井液中水分的渗透和流失。
CMC由于特殊的分子结构,产品具有良好的抗盐性。在盐水、海水、饱和盐水中能保持较高的黏度和较好的降失水能力,因此CMC经常用于海洋钻井,产品盐黏比值越高,其抗盐性越好。
由于CMC水溶液是非牛顿流体,在剪切力作用下,黏度变稀,当剪切力解除后又可恢复,利用这个性质,在钻井过程中,钻头在旋转时阻力会减小,有利于提高钻进速度;而当停钻后,钻井液黏度立刻得到恢复,从而保持钻井液的稳定。在实际应用中,通过加入CMC,调节钻井液的表现黏度、塑性黏度、动切力,从而起到调节钻井液流变性的作用。
CMC在钻井液中还具有悬浮重物的作用。由于CMC可以提高钻井液黏度,并在泥浆中形成网状结构,所以当钻井液中加入CMC后,可提高钻井液悬浮大而重的颗粒物的能力,一方面可以提高钻井液密度,防止井喷的出现;另一方面可提高钻井液携带钻屑的能力,防止卡钻的发生。
CMC产品用于固井液中,主要是起降低滤失量的作用,进而阻止流体进入空隙和裂缝,另外也可以起到控制流体黏度、重物悬浮的作用。