PAC nei fluidi di perforazione a base acquosa: come selezionare PAC-LV e PAC-HV per il controllo della perdita di fluidi

La cellulosa polianionica (PAC) è un polimero derivato dalla cellulosa utilizzato nei fluidi di perforazione a base acquosa per aiutare a controllare la filtrazione e migliorare la qualità del pannello filtrante. A seconda del grado, può anche contribuire in modo sostanziale alla viscosità del fluido. La decisione centrale di acquisto quindi non riguarda semplicemente se un fluido di perforazione necessita di PAC. È il grado PAC che fornisce il controllo richiesto della perdita di fluido senza creare problemi di reologia o miscelazione indesiderati.

Per molti sistemi, PAC-LV è un punto di partenza quando è necessario il controllo della perdita di fluido con un aumento limitato della viscosità. Il PAC-HV può essere più appropriato quando la formulazione necessita anche di un maggiore contributo di viscosità. Nessuna delle due designazioni garantisce le prestazioni in un particolare fango: la chimica del fluido base, il contenuto di solidi, la salinità, l'esposizione alla temperatura e i metodi di prova del fornitore influenzano tutti il ​​risultato.

Terminologia: In questo articolo, PAC significa cellulosa polianionica . Non significa cloruro di polialluminio, che in altri settori è anche abbreviato 'PAC'.

Guida alla selezione rapida

Queste sono indicazioni di screening, non specifiche di prodotto intercambiabili . I gradi PAC-LV e PAC-HV possono differire a seconda dei fornitori. Confrontare i dati effettivi dei test secondo una procedura comune prima di trattare due prodotti con la stessa etichetta come equivalenti.

Cosa fa il PAC in un fango a base d'acqua?

Durante la perforazione, la pressione può forzare la fase liquida di un fango in una formazione permeabile. I solidi e i polimeri rimasti formano un pannello filtrante sulla parete del pozzo. Un controllo efficace della perdita di fluido mira a limitare l'invasione del filtrato producendo al contempo un pannello filtrante compatibile con l'operazione.

Il PAC aiuta modificando la fase fluida e contribuendo alla formazione del pannello di filtraggio. Il suo valore dovrebbe essere valutato attraverso diversi risultati collegati:

• Volume del filtrato: quanto liquido passa attraverso il mezzo di prova in condizioni definite?

• Qualità del panello di filtraggio: il panello è ragionevolmente sottile, consistente e appropriato per il sistema?

• Reologia: in che modo il PAC influisce sulla viscosità della plastica, sul punto di snervamento, sulla forza del gel e sul comportamento a basso taglio?

• Efficienza di miscelazione: si disperde e si idrata in modo affidabile con le attrezzature disponibili?

• Compatibilità: funziona insieme ai sali, all'argilla, all'amido, alla gomma xantana, ai lubrificanti e ad altri additivi del sistema?

Un prodotto che produce un risultato di filtrazione basso in un semplice impasto da laboratorio potrebbe non essere la scelta migliore se crea una viscosità eccessiva o si idrata scarsamente nel fango del campo. Il punto di riferimento utile sono le prestazioni del sistema di fluidi previsto , non il numero più basso di perdite di fluido isolate.

PAC-LV vs PAC-HV: qual è la differenza pratica?

Le etichette 'LV' e 'HV' descrivono il contributo di viscosità previsto per il grado: bassa viscosità e alta viscosità . Entrambi i tipi possono contribuire al controllo della filtrazione, ma offrono ai formulatori modi diversi per bilanciare la perdita di liquidi e la reologia.

Scegliere PAC-LV quando la viscosità è già adeguata

Se un fango ha una reologia accettabile ma perde troppo filtrato, PAC-LV è un candidato logico. L'obiettivo è migliorare il comportamento di filtrazione senza aumentare inutilmente la viscosità circolante.

Questa distinzione è importante nei sistemi in cui l’aggiunta di più polimero potrebbe complicare il pompaggio, modificare il comportamento di trasporto dei solidi o richiedere ulteriori aggiustamenti della formulazione. 'Bassa viscosità', tuttavia, non significa 'nessun effetto reologico'. Misurare il cambiamento nel fango completo.

Schermata PAC-HV quando la formulazione necessita di entrambe le funzioni

Il PAC-HV può essere utile quando il fluido necessita del controllo della filtrazione e di un ulteriore contributo di viscosità. A seconda del sistema, potrebbe ridurre la necessità di ottenere tali funzioni da additivi separati.

Il compromesso è che un grado selezionato per la sua forte risposta di viscosità può superare l'obiettivo reologico. Prima di sceglierlo, controllare non solo il volume del filtrato ma anche il profilo di flusso completo del fluido di perforazione prima e dopo l'invecchiamento.

Non sostituire su base chilogrammo per chilogrammo

La sostituzione del PAC-LV con il PAC-HV, o il cambio di fornitore all’interno di una delle due categorie, dovrebbe innescare una nuova sperimentazione di formulazione. Un'etichetta corrispondente non stabilisce il comportamento corrispondente del polimero e risultati simili a un dosaggio non garantiscono risultati simili dopo l'esposizione alla salinità o alla temperatura.

Le condizioni che modificano le prestazioni del PAC

Salinità e acqua di reintegro

L'acqua utilizzata per preparare un fluido di perforazione può influenzare sostanzialmente le prestazioni dell'additivo. Un risultato ottenuto in acqua dolce non deve essere applicato automaticamente all'acqua di mare o ad una salamoia concentrata.

Quando si effettua lo screening del PAC per un sistema salino, preparare prove utilizzando concentrazioni rappresentative di acqua di reintegro e sale . Registrare quando vengono aggiunti i sali rispetto al PAC; l'ordine di addizione può influenzare la dispersione e l'idratazione.

Esposizione alla temperatura

Un fluido di perforazione può presentare condizioni che differiscono in modo significativo da un test al banco a temperatura ambiente. Se l'esposizione termica è rilevante, confrontare i campioni prima e dopo una procedura di invecchiamento adeguata al progetto.

Riportare la temperatura di invecchiamento, la durata, la composizione del fluido e la procedura di test. Una dichiarazione secondo cui il PAC è 'stabile alla temperatura' non è utile senza le condizioni in cui è stata raggiunta tale conclusione.

Caricamento solidi

Argilla reattiva, solidi trivellati, materiale di appesantimento e altre particelle sospese influenzano sia la filtrazione che la reologia. Testare il PAC in un sistema solido rappresentativo anziché presumere che i risultati di una soluzione polimerica pulita si trasferiscano nel fango di lavorazione.

Interazioni aggiuntive

Il PAC viene comunemente valutato insieme ad altri additivi per fanghi a base acquosa. I loro effetti combinati non sono sempre la somma dei loro effetti separati. Se la formulazione contiene gomma xantana, amido, CMC o altri polimeri, eseguire prove di combinazione alle concentrazioni e alla sequenza di miscelazione previste.

Come dovrebbe un acquirente confrontare i fornitori di PAC?

Un confronto tra fornitori dovrebbe iniziare con un piano di test comune . In caso contrario, due schede tecniche potrebbero apparire comparabili se si utilizzano composizioni dell'acqua, dosaggi, tempi di miscelazione, procedure di invecchiamento o test di filtrazione diversi.

Richiedi le seguenti informazioni per ciascun grado del candidato:

Ove pertinente, gli acquirenti possono chiedere ai fornitori in che modo il loro programma di test è correlato alle specifiche API 13A e ai metodi utilizzati per testare i fluidi di perforazione a base acquosa, come quelli descritti nella pratica raccomandata API 13B-1 . Questi riferimenti dovrebbero essere utilizzati con precisione: testare un prodotto utilizzando un metodo correlato all'API non equivale a dichiarare che un'azienda o un prodotto è 'certificato API'.

Se la designazione API è un requisito contrattuale, specificare l' edizione, il grado, i criteri di test e le prove applicabili richiesti nella documentazione di acquisto.

Un pratico piano di test al banco per PAC-LV e PAC-HV

Un confronto controllato non deve iniziare con un complicato programma di formulazione. È necessario isolare le decisioni che contano.

Passaggio 1: stabilire il benchmark del fluido base

Preparare il fango previsto senza il PAC candidato. Registrarne la composizione, la procedura di miscelazione, la reologia iniziale, il risultato del filtrato e le osservazioni sul pannello di filtraggio.

Passaggio 2: testare i voti dei candidati a dosaggi corrispondenti

Effettuare lo screening di PAC-LV e PAC-HV negli stessi punti di concentrazione selezionati . Utilizzare acqua di trucco, ordine di aggiunta, input di taglio e tempo di idratazione identici. Ciò rivela i diversi contributi reologici in modo più chiaro rispetto al test di ciascun prodotto secondo una procedura scelta dal fornitore.

Passaggio 3: valutare il profilo prestazionale completo

Per ciascun campione documentare:

• risultato della filtrazione;

• aspetto e spessore del pannello di filtraggio, ove misurato;

• reologia alla temperatura di prova definita;

• osservazioni di dispersione o aggregazione;

• qualsiasi cambiamento dopo la procedura di invecchiamento specificata.

Passaggio 4: ottimizzare per l'obiettivo operativo effettivo

Una volta che un grado si mostra promettente, perfezionane il dosaggio. Il materiale vincente non è necessariamente quello con il risultato di filtrato più basso alla concentrazione più alta. È quello che soddisfa i requisiti di filtrazione mantenendo il resto del fango all'interno della sua finestra operativa.

Passaggio 5: verificare la coerenza del lotto commerciale

Prima di fare affidamento su un campione approvato per la fornitura ricorrente, concordare le specifiche di rilascio, i metodi di test, l'identificazione del lotto e la procedura per gestire una spedizione fuori tendenza.

Risoluzione dei problemi comuni del PAC

Non rispondere automaticamente a ogni risultato di filtrazione scadente aggiungendo altro PAC. Innanzitutto verificare se il problema risiede nella concentrazione del polimero, nel controllo dei solidi, nella chimica dell'acqua, nella miscelazione, nell'invecchiamento o nella procedura di test stessa.

PAC, CMC e gomma xantana: sono intercambiabili?

No, non senza test.

PAC e CMC sono materiali correlati derivati ​​dalla cellulosa, ma i gradi commerciali possono differire in termini di sostituzione, comportamento di viscosità e prestazioni applicative. Un acquirente dovrebbe confrontare i risultati effettivi del fluido di perforazione , non dare per scontato che uno dei due nomi garantisca un particolare livello di tolleranza al sale o controllo della filtrazione.

La gomma xantana viene spesso selezionata quando la reologia a basso taglio e la sospensione sono preoccupazioni centrali. Il PAC è comunemente selezionato per il controllo della filtrazione, con il suo contributo alla viscosità che dipende dal grado. Possono essere utilizzati insieme in un fango a base acquosa, ma la combinazione deve essere valutata sia per la filtrazione che per la reologia.

Se il problema è principalmente un filtrato eccessivo con una viscosità altrimenti accettabile, iniziare esaminando un'opzione di controllo della perdita di fluido come PAC-LV. Se anche le prestazioni in sospensione e a basso taglio sono inadeguate, esaminare l’ intero pacchetto di additivi anziché aspettarsi che un polimero soddisfi ogni requisito.

Lista di controllo dell'acquirente

Prima di effettuare un ordine PAC commerciale, confermare per iscritto questi punti:

1. Il prodotto offerto è cellulosa polianionica ed è denominato PAC-LV o PAC-HV?

2. Quali metodi di prova ed edizioni vengono utilizzati per le specifiche e i dati applicativi?

3. Quale composizione dell'acqua e dosaggio di PAC sono stati utilizzati per generare i risultati riportati?

4. Quali sono gli effetti misurati sia sulla filtrazione che sulla reologia?

5. Il grado è stato testato nel sistema salino, contenente argilla o ponderato previsto?

6. Le affermazioni relative alla temperatura sono supportate da una procedura di invecchiamento dichiarata?

7. Il fornitore può fornire COA specifici del lotto ?, TDS e SDS

8. Come vengono tracciati i lotti commerciali rispetto al campione approvato e alle specifiche di rilascio?

9. Quali condizioni di imballaggio e conservazione sono consigliate?

10. Quali sono il MOQ confermato, i tempi di consegna, gli Incoterm e il processo di gestione dei reclami per l'ordine quotato?

Domande frequenti

Cosa significa PAC nei fluidi di perforazione?

PAC sta per cellulosa polianionica . Viene utilizzato nei fluidi di perforazione a base acquosa principalmente per il controllo della filtrazione e, a seconda del grado, per il contributo alla viscosità. Non deve essere confuso con il cloruro di polialluminio , che condivide la stessa abbreviazione in altri settori.

Il PAC-LV è migliore del PAC-HV per il controllo della perdita di liquidi?

Nessuno dei due è universalmente migliore. Il PAC-LV viene spesso vagliato quando il fango necessita di un controllo di filtrazione senza un grande contributo aggiuntivo di viscosità. Il PAC-HV può essere utile quando sono desiderabili sia il controllo della filtrazione che l'aumento della viscosità. Confrontarli a dosaggi corrispondenti nel sistema di fluidi reale.

Il PAC può essere utilizzato nei fluidi di perforazione in acqua salata?

Il PAC può essere valutato per i sistemi salini, ma l'idoneità dipende dal grado specifico, dalla composizione e concentrazione del sale e dalla formulazione completa del fango . Richiedi dati di test preparati con acqua rappresentativa anziché fare affidamento sui risultati di acqua dolce.

Il risultato di un test API è uguale alla certificazione API?

No. Un fornitore può riportare i risultati ottenuti utilizzando un metodo di prova con riferimento all'API senza che tale dichiarazione costituisca certificazione. Se un contratto di acquisto richiede la conformità a una particolare specifica API, identificare i requisiti applicabili e le prove che il fornitore deve fornire.

Il PAC può sostituire la gomma di xantano?

Non automaticamente. Il PAC e la gomma xantana sono spesso selezionati per diverse funzioni primarie nei fluidi di perforazione. La sostituzione dell'uno con l'altro richiede una nuova valutazione della filtrazione, della reologia, della sospensione e della gestione sul campo.

Cosa dovrebbe essere testato prima di approvare un nuovo fornitore di PAC?

Come minimo, confrontare i materiali candidati utilizzando lo stesso fluido base, punti di dosaggio, metodo di miscelazione, test di filtrazione e procedura reologica. Aggiungere test di salinità e invecchiamento quando tali condizioni sono importanti per il progetto, quindi verificare che il fornitore possa riprodurre la specifica approvata in lotti commerciali.

Conclusione

Il modo più efficace per acquistare PAC è definire prima il problema del fluido di perforazione . Se il sistema necessita di un migliore controllo della filtrazione ma ha già una viscosità sufficiente, PAC-LV è un candidato logico. Se necessita sia del controllo della filtrazione che di una maggiore viscosità, il PAC-HV potrebbe meritare una prova. La scelta finale deve essere supportata da test comparabili nel fango previsto e da specifiche del fornitore che possano essere mantenute per tutte le spedizioni commerciali.

Per una raccomandazione o un preventivo sulla qualità, fornire a Unionchem la composizione del fluido base, il risultato del filtrato target, la reologia attuale, la salinità, l'esposizione alla temperatura prevista e il volume di acquisto stimato . Tali informazioni consentono di valutare PAC-LV e PAC-HV rispetto all'applicazione anziché selezionare solo in base al nome del prodotto.