羧甲基纤维素钠简介及其在石油钻井上的应用
一、羧甲基纤维素钠简介：
1、羧甲基纤维素钠(Sodium carboxymethyl cellulose，简称CMC)是天然纤维素经化学改性得到的一种具有醚结构的衍生物，由于酸式的水溶性较差，因而产品普遍制成钠盐，它属于水溶性阴离子型表面活性剂。

羧甲基纤维素钠为白色或浅黄色纤维状粉末，无毒、无臭、无味，有吸湿性，不溶于酸和甲醇、乙醇、丙酮、氯仿及苯等有机溶剂，易溶于水并具有一定黏度。

CMC的醚化度(即取代度Degree of Substitution，简称DS)是指纤维素分子上羟基被羟基乙酸取代的数目，它的高低决定CMC的溶解度和稳定性。

DS在0.8以上时其耐酸性和耐盐性较好。

2、羧甲基纤维素钠(CMC)生产方法
羧甲基纤维素钠是以精制棉为原料，在氢氧化钠和氯乙酸的作用下生产的一种纤维素醚。

其工业生产方法按醚化介质的不同可分为水媒法和溶媒法两大类。

在碱化和醚化反应过程中以水作为反应介质的方法叫做水媒法，用于生产碱性低档CMC.在碱化和醚化反应中，加入有机溶剂作为反应介质的方法，叫做溶媒法，适用于生产中高档CMC.这两种反应都是在捏合机中进行的，属于捏合法工艺，是生产羧甲基纤维素的主要方法。

3、捏合法制备原理
(1)主要反应
①纤维素与氢氧化钠水溶液反应生成碱纤维素
[C6H7O2(OH)3]n+nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n+nH2O
②碱纤维素与氯乙酸(或氯乙酸钠)进行醚化反应。

[C6H7O2(OH)2ONa]n+nClCH2COONa→[C6H7O2(OH)2OCH2COONa ]n+nNaCl
(2)反应体系为碱性，水的存在会使氯乙酸(钠)发生如下水解副反应ClCH2COOH+2NaOH→HOCH2COONa+NaCl+H2O
ClCH2COOH +NaOH→HOCHOONa+NaCl
ClC H2COONa+ H2O→HOCH2COOH+NaCl
副反应一方面消耗了氢氧化钠和氯乙酸，降低了产品的醚化度;另一方面产物中的羟乙酸钠和其它杂质造成成品的纯度下降。

生产过程中纤维素、氢氧化钠、氯乙酸以及整个体系中的水分子都要有一个适当的比例。

二、羧甲基纤维素钠在应石油、天然气的钻井、采掘等工程上的应用
在石油勘探，开发过程中，从钻井所用的钻井液、固井液、完井修井所用的完井液、修井液及增产石油所用的压裂液，直到二次采油、三次采油所用的化学剂类，很多情况下都使用CMC。

以钻井液用量最大（占40~60%），固井液占第二位，其次是压裂液。

因为在钻井工
程中，深井的井壁易于失水引起缩径崩塌现象，使钻机经常受到阻碍，影响工程的进行，甚至半途而废。

因此必须配制具有适宜密度、粘度、触变性、失水量等参数的泥浆，以保证钻机的正常运转。

而钻井泥浆的上述参数又随着地区、井深、泥浆类型等条件而变化，在泥浆中使用CMC能调节这些物理参数，使其符合工程的需要，其主要作用是：1、含CMC的泥浆能使井壁形成薄而坚、参透性低的滤饼，使失水量降低，从而减少因泥浆的失水、渗入地层引起的缩径、崩塌掉块等现象。

2、在泥浆中加入CMC后，能使钻机得到低的初切力，使泥浆易于排出褒在里边的气体，同时把切碎物很快弃泥坑中。

3、钻井泥浆和其它悬浮分散体一样，具有一定的存在期，加入CMC 后，能使它稳定而延长存在期，特别是在含有溶解盐的泥浆中，使用CMC后，作用更为显著。

4、含有CMC的泥浆，很少受霉菌的影响，因此无需维持很高的PH 值，也不必使用防腐剂。

5、含CMC的泥浆，稳定性良好，即使温度在150℃以上，仍能降低失水，如果配合其它处理剂，温度还可适当提高。

6、用CMC做钻井泥浆洗井液处理剂，可抗各种可溶性盐类的污染。

在盐水泥浆中，使用CMC后，可不受电解质的影响，不发生盐析作用，性能稳定，有良好的护胶作用。

石油级别羧甲基纤维素钠指标要求：。