掘削流体用 CMC: 石油とガスにおける流体の損失とレオロジーを習得する

石油とガスの掘削という一か八かの世界では、泥水システムは作業の生命線です。泥が失敗すれば、井戸も失敗します。ボーリング孔の崩壊、パイプの詰まり、地層の損傷などの問題により、ダウンタイムに数百万ドルの費用がかかる可能性があります。

カルボキシメチル セルロース (CMC) とその高性能対応品である ポリアニオン性セルロース (PAC)は、これらのリスクを制御するための業界標準です。それらは、泥水系の「腎臓」として機能し、体液の損失を調節し、削りくずを地表に運ぶ「筋肉」として機能します。

ただし、陸上の浅い坑井には、海洋の深いリグとは大きく異なるニーズがあります。間違ったグレードを選択すると、熱劣化や塩析が発生する可能性があります。このガイドでは、掘削環境に合わせて正確な CMC 仕様を選択する方法について詳しく説明します。

1. 掘削泥水におけるCMCの重要な役割

CMCは単なる増粘剤ではありません。 API（アメリカ石油協会）規格で定められた多機能添加剤です。

A. 液体損失の制御 (ろ過の削減)

• メカニズム: CMC は 薄くて丈夫な低透過性の フィルターケーキを形成します。 、ボーリング孔壁に

• 利点: これにより、頁岩の膨張や坑井の不安定性を引き起こす可能性がある、泥の液相 (濾液) が地層に侵入するのを防ぎます。

B. レオロジーと穴のクリーニング

• メカニズム: 高粘度 CMC (CMC-HV) は、 擬似塑性 (せん断減粘) 粘度を提供します。

• 利点:

  • 掘削中: 泥が薄くなることでポンプ圧力が下がり、浸透率 (ROP) が最大化されます。

  • 停止中: 泥が厚くなって切粉が浮遊し、沈下が妨げられ、「パイプの固着」が発生します。

C. 頁岩の阻害

• 利点: CMC は反応性粘土粒子 (頁岩) をコーティングし、それらをカプセル化して水和と分散を防ぎます。これは、敏感な粘土地層を掘削する場合に不可欠です。

(当社の API 標準グレードについては、 カルボキシメチルセルロース（CMC）製品一覧）

2. 重要な選択要素: 泥と井戸の適合

CMCを調達する際、エンジニアは坑井の状態を分析する必要があります。

要因 1: HV 対 LV (粘度要件)

• CMC-HV (高粘度):穴の洗浄のために粘度を高め 必要がある場合に使用します 、液体の損失を減らす 。低固形分の泥に最適です。

• CMC-LV (低粘度): 液体の損失を厳密に減らす必要がある場合に使用されます。 ことなく、 泥の粘度を大幅に上昇させるこれは、固体により粘度がすでに高い高密度泥では非常に重要です。

要因 2: 耐塩性 (陸上 vs. 海上)

• 淡水泥: 標準 CMC は効率的に機能し、費用対効果が高くなります。

• 塩水/塩水泥: 標準的な CMC は高塩分で崩壊します。

  • 解決策: 使用します PAC (ポリアニオン性セルロース) または 高 DS CMC を。これらは置換度が高く、電解質 (塩イオン) に対して耐性があります。飽和塩水中でもレオロジーを維持します。

要因 3: 熱安定性

• 課題: 井戸が深くなると、温度が上昇します。標準的な CMC は 120°C (248°F) 付近で劣化し始め、粘度が低下します。

• 解決策: 高圧高温 (HPHT) 井戸には、特殊な熱安定性グレードまたは合成ポリマーブレンドが必要です。ただし、ほとんどの標準ウェルでは、高純度 CMC で十分です。

3. ケーススタディ: 現場でのパフォーマンス

ケーススタディ 1: 沖合ソルトドーム

• 課題: 沖合で掘削作業をしていたオペレーターは、巨大な塩のドームに遭遇しました。淡水セクションで使用される標準的な CMC は、塩に当たるとすぐに凝集し、液体損失の急増を引き起こしました。

• 解決策: 泥水エンジニアは Unionchem PAC-LV (ポリアニオン性セルロース - 低粘度)に切り替えました。.

• 結果: PAC は、飽和塩水環境にもかかわらず、流体損失制御を 10ml 以下 (API テスト) に維持し、レオロジーを急上昇させることなく頁岩の不安定性を防止しました。

ケーススタディ 2: ランドリグのコスト最適化

• 課題: 泥のコストを削減するには、浅い水の井戸を掘削する陸上リグが必要でした。プレミアム PAC は良性の症状に対して過剰でした。

• 解決策: に切り替えました。 テクニカル グレードの CMC-HV.

• 結果: この製品は、以前の添加剤の 60% のコストで適切な穴の洗浄とフィルター ケーキの形成を実現し、プロジェクトの経済的要件に完全に一致しました。

結論: マッドピットでの精度

油田には、「万能の」添加剤はありません。標準 CMC、CMC-LV、またはプレミアム PAC のいずれを選択するかは、地質、水源、予算に完全に依存します。正しい選択を行うことで、安定したゲージホール、効率的な切粉の輸送、そして最終的には坑井の正常な完成が保証されます。

では、 Unionchem満たすかそれを超える製造を行って、あらゆる種類の油田グレードのセルロース エーテルを供給しています。 API 13A 仕様を.

穴あけを安全に行う 操作。レビューして ください 石油およびガスの CMC 仕様を確認する か、一括配送の見積もりをリクエストしてください。

よくある質問 (FAQ)

Q1: 掘削における CMC と PAC の違いは何ですか?

A: PAC (ポリアニオン性セルロース) は本質的には CMC の高純度、高置換度バージョンです。 PAC は、海水/塩水環境で優れた性能を発揮し、熱安定性が向上します。 CMC は、淡水用途ではよりコスト効率が高くなります。

Q2: CMC にとって「API 13A」は何を意味しますか?

A: API 13A は、米国石油協会によって設定された掘削流体材料の国際規格です。これは、流体の損失と粘度に対する最小性能要件を規定します。 Unionchem 製品は、これらの厳しい基準を満たすように設計されています。

Q3: CMC-HV の代わりに CMC-LV を使用する必要があるのはどのような場合ですか?

A: CMC-LV (低粘度)を使用してください。 泥がすでに十分に濃厚である (粘土または増量剤のせい) が、それでも液体の損失が大きい場合は、 泥を汲み上げることができなくなることなく、濾過を低下させます。を使用してください。 CMC-HV 必要がある場合は、 を上げる 切粉を運ぶために粘度

Q4: CMC は海洋放出しても環境的に安全ですか?

A: はい、CMC は天然セルロース由来の非毒性の生分解性ポリマーです。これは一般に、多くの管轄区域で PLONOR (Pose Little or No Risk) として分類されており、環境放出に関して合成ポリマーよりも安全です。