PAC e CMC nei fluidi di perforazione: come confrontare il controllo delle perdite di fluido, la reologia e il costo di utilizzo

Risposta rapida: PAC e CMC sono polimeri correlati derivati ​​dalla cellulosa utilizzati nei fluidi di perforazione a base acquosa, soprattutto dove è richiesto il controllo della filtrazione. Il PAC è generalmente considerato un tipo di carbossimetilcellulosa , piuttosto che una sostanza chimica completamente estranea. Nella fornitura commerciale di fluidi di perforazione, tuttavia, 'PAC' e 'CMC' identificano diverse famiglie di qualità e aspettative di prestazione. La domanda utile non è se il PAC sia sempre migliore del CMC. È quale grado specifico soddisfa gli obiettivi di perdita di fluidi e reologia nel fango previsto al costo di trattamento effettivo più basso.

Se il fango necessita di un controllo di filtrazione con una viscosità aggiuntiva minima, confrontare PAC-LV e CMC-LV . Se necessita anche di un maggiore apporto di viscosità, confrontare i relativi gradi HV . Prendi la decisione utilizzando test a dose corrispondente in acqua di reintegro rappresentativa, seguiti da test di salinità e invecchiamento quando si applicano tali condizioni.

PAC e CMC in breve

Importante: i nomi dei gradi non sostituiscono le specifiche. Due prodotti venduti come 'PAC-LV' possono funzionare in modo diverso, proprio come due prodotti 'CMC-LV'.

PAC e CMC sono la stessa cosa?

Sono chimicamente correlati, ma non intercambiabili commercialmente solo per il nome.

Entrambi iniziano con la cellulosa e contengono gruppi carbossimetilici. Le differenze nella produzione, nel grado e nella distribuzione della sostituzione, nelle caratteristiche della catena polimerica, nella purezza e nella progettazione della qualità possono influenzare il modo in cui un prodotto commerciale si idrata e si comporta nel fango di perforazione.

Nell'acquisto di fluidi di perforazione, il PAC si riferisce comunemente a prodotti posizionati per prestazioni prevedibili di filtrazione e reologia in condizioni di fango specifiche. CMC è una categoria commerciale più ampia che copre prodotti con un'ampia gamma di viscosità e target applicativi. Questa descrizione è una convenzione di acquisto, non una prova che ogni prodotto PAC superi ogni prodotto CMC.

Un fornitore dovrebbe quindi essere in grado di rispondere a una domanda più precisa di 'È PAC o CMC?':

Cosa fa questo grado per filtrare il volume, il panello filtrante e la reologia del fango al dosaggio previsto nel nostro fluido base effettivo?

Perché il controllo della perdita di liquidi è il confronto principale

Quando un fluido di perforazione a base acquosa entra in contatto con una formazione permeabile, parte della sua fase liquida può passare nella formazione. I restanti solidi e polimeri formano un pannello filtrante. Viene selezionato un additivo per la perdita di liquidi per aiutare a gestire questo processo.

Un buon confronto va oltre il numero di filtrato:

• Volume del filtrato: il candidato soddisfa l'obiettivo del progetto nel test specificato?

• Condizioni del pannello filtrante: il pannello è coerente con i requisiti del programma fango?

• Reologia: l'additivo rende il fluido troppo viscoso o fornisce la viscosità necessaria?

• Prestazioni dopo l'invecchiamento: il risultato rimane accettabile dopo l'esposizione alla temperatura specificata?

• Comportamento nella miscelazione: il prodotto può essere disperso in modo affidabile con le attrezzature disponibili?

L'additivo che produce il filtrato più basso in un semplice fluido da laboratorio potrebbe non essere la scelta commerciale migliore se provoca una viscosità eccessiva nel fango di lavorazione.

PAC-LV vs CMC-LV: quando vale la pena testarli?

PAC-LV e CMC-LV sono candidati logici quando il fango ha già una viscosità sufficiente e l'obiettivo principale è migliorare il controllo della filtrazione.

Una designazione di bassa viscosità significa che il prodotto è destinato a fornire un contributo di viscosità relativamente limitato nelle condizioni di test specificate. Ciò non significa che aggiungerne altro non potrà mai cambiare la reologia del fango.

Effettua lo screening di entrambi i voti quando:

• il risultato della perdita di liquidi esistente è superiore al target;

• la reologia attuale è già vicina al limite operativo superiore;

• un cambio di formulazione deve evitare un aumento sostanziale della viscosità; O

• l'acquirente sta valutando un'alternativa a basso costo e ha bisogno di prove che funzioni a un dosaggio efficace.

Confrontateli nello stesso fango base , con lo stesso metodo di preparazione, punti di dosaggio, tempo di idratazione e temperatura di prova. In caso contrario, un'apparente differenza di prestazioni potrebbe derivare dalla procedura di test piuttosto che dai polimeri.

PAC-HV vs CMC-HV: quando la viscosità diventa un vantaggio?

Un grado HV può essere utile quando il sistema necessita sia del controllo della filtrazione che di un aumento significativo della viscosità. Se questo sia un vantaggio dipende dal programma fango completo.

Ad esempio, un contributo di viscosità più elevato può ridurre la dipendenza da un altro viscosizzante in una formulazione. In un altro, potrebbe spingere il fluido al di fuori del suo obiettivo reologico e creare ulteriore lavoro di trattamento. Nessuno dei due risultati può essere previsto solo dall'etichetta 'HV'.

Misurare l'intero profilo reologico anziché controllare una singola lettura della viscosità. I risultati rilevanti possono includere viscosità plastica, punto di snervamento, resistenza del gel e comportamento a basso taglio, a seconda dei requisiti operativi.

Non sostituire PAC-LV con CMC-HV, o qualsiasi grado LV con un grado HV, su base chilogrammo per chilogrammo. La riqualificazione è necessaria perché sia ​​la filtrazione che il comportamento del flusso possono cambiare.

Il PAC funziona meglio del CMC in acqua salata?

Non esiste una risposta universale sì o no per tutti i gradi commerciali.

Il PAC viene spesso selezionato per programmi relativi ai fluidi di perforazione che richiedono prestazioni affidabili in specifiche condizioni chimiche dell'acqua. Ma il 'PAC' su un sacchetto non stabilisce come si comporterà quel particolare grado nell'acqua di mare, in un sistema KCl o in un'altra salamoia. Allo stesso modo, un grado CMC non dovrebbe essere rifiutato solo perché si chiama CMC.

Per un confronto significativo della salinità:

1. Preparare i campioni con l' acqua di reintegro effettiva o rappresentativa.

2. Registrare il tipo e la concentrazione del sale.

3. Utilizzare una procedura coerente di miscelazione e idratazione degli additivi.

4. Misura sia la filtrazione che la reologia.

5. Ripetere i test dopo la procedura di invecchiamento specificata dal progetto, se applicabile.

Documentare anche l' ordine di aggiunta . L'introduzione del polimero prima o dopo i sali e altri ingredienti del fango può cambiare il modo in cui un campione di laboratorio si disperde e si idrata.

Che dire della stabilità della temperatura?

Le indicazioni sulla temperatura hanno senso solo quando vengono indicate le condizioni.

Un fornitore può descrivere un grado come adatto al servizio a temperature elevate, ma gli acquirenti dovrebbero chiedere:

• Qual era la temperatura di invecchiamento ??

• Quanto tempo è stato invecchiato il campione?

• Qual era la composizione completa del fluido di prova?

• I risultati sono stati misurati prima e dopo l’invecchiamento?

• Quali metodi di filtrazione e reologia sono stati utilizzati?

Non confrontare i dati sulla temperatura ambiente di un fornitore con i dati sul fango invecchiato di un altro fornitore. Se il programma del pozzo prevede l'esposizione termica, definire la procedura di invecchiamento richiesta nel piano di valutazione e testare ciascun candidato di conseguenza.

Come eseguire una prova corretta di PAC e CMC

Lo scopo di una prova comparativa è identificare il trattamento con la minore efficacia che soddisfi l’intera specifica del fango , non dimostrare che una famiglia di prodotti vince in ogni condizione.

Passaggio 1: definire l'obiettivo operativo

Prima di richiedere i campioni specificare:

• composizione del fluido base e acqua di reintegro;

• tipo e concentrazione di sale, se pertinente;

• solidi e altri additivi;

• risultato del filtrato target;

• intervallo reologico accettabile;

• esposizione alla temperatura prevista;

• apparecchiature di miscelazione disponibili.

Passaggio 2: stabilire una linea di base

Testare il fango senza il candidato PAC o CMC . Registrarne la filtrazione, le osservazioni sul panello di filtraggio e la reologia. Ciò fornisce un riferimento per ciò che cambia effettivamente ciascun additivo.

Passaggio 3: confrontare le funzioni di voto equivalenti

Inizia con PAC-LV rispetto a CMC-LV se la preoccupazione principale è la filtrazione senza un notevole aumento di viscosità. Confrontare separatamente i gradi HV se è desiderabile una maggiore viscosità. Evitare di interpretare un test VS/HV come un semplice confronto PAC/CMC.

Passaggio 4: utilizzare punti di dosaggio corrispondenti

Preparare ciascun candidato alle stesse concentrazioni selezionate utilizzando identiche condizioni di miscelazione e idratazione. Quindi ottimizza i prodotti più promettenti in base al loro dosaggio efficace , che può differire tra i gradi.

Passaggio 5: ripetere nelle condizioni pertinenti

Se la salinità, il carico di solidi o l’invecchiamento termico sono importanti, testare tali condizioni anziché estrapolare da un campione di acqua dolce.

Passaggio 6: confermare la ripetibilità commerciale

Concordare le specifiche di rilascio, i metodi di prova, la codifica dei lotti e il processo di controllo delle modifiche prima di considerare un campione di successo come approvazione per ordini ricorrenti.

Per i test sulla filtrazione e sulle proprietà del fango, gli acquirenti possono fare riferimento all'edizione applicabile della pratica consigliata API 13B-1 e a qualsiasi metodo specificato nel proprio programma fango. Se è richiesta la conformità contrattuale a un grado API 13A , definire l'esatta designazione, edizione, criteri di accettazione e prova nell'ordine di acquisto. L'utilizzo di un metodo di test con riferimento all'API non costituisce di per sé una 'certificazione API'.

Confronta il costo in utilizzo, non il prezzo per bagaglio

Un prodotto a basso prezzo può costare di più se richiede un tasso di trattamento più elevato o provoca un’ulteriore correzione della viscosità. Al contrario, una qualità più costosa non è automaticamente la scelta economica se un’opzione a basso costo soddisfa tutti i requisiti con un dosaggio efficace comparabile.

Un confronto tra gli acquisti dovrebbe tenere conto di:

L’unità commerciale significativa è il costo per trattare il volume di fango previsto secondo le specifiche , non semplicemente il prezzo di acquisto di un chilogrammo di polimero.

Errori comuni nella selezione di PAC o CMC

Supponendo che PAC e CMC siano sostanze chimiche non correlate

Sono materiali correlati derivati ​​dalla cellulosa. Le loro specifiche e prestazioni di livello commerciale, non una distinzione chimica semplificata, dovrebbero guidare la selezione.

Supponendo che il PAC superi sempre il CMC

Ciò potrebbe non valere per ogni grado, dosaggio e sistema di fango. Testare i prodotti rispetto ai requisiti effettivi del progetto.

Confrontando PAC-LV con CMC-HV come se servissero allo stesso scopo

Un diverso contributo di viscosità può falsare il confronto. Per prima cosa abbina la funzione prevista, quindi valuta le alternative.

Confronto dei dati dei fornitori di diversi fluidi di prova

L'acqua dolce, l'acqua salata e i fanghi contenenti solidi possono produrre risultati diversi. Utilizzare un protocollo di valutazione controllato.

Ottimizzazione solo per il filtrato minimo

Un risultato di filtrazione basso non è sufficiente se la reologia o la manipolazione del fluido diventano inaccettabili.

Approvazione di un campione senza definire i controlli del lotto commerciale

Le specifiche di acquisto dovrebbero indicare come vengono testati i lotti forniti e come verranno gestiti i cambiamenti o i risultati fuori tendenza.

Lista di controllo dell'acquirente

Prima di approvare un fornitore PAC o CMC, chiedere:

1. Qual è del prodotto la designazione esatta del grado e la funzione prevista del fluido di perforazione?

2. Quale metodo di test, fluido base e dosaggio supportano il risultato di filtrazione pubblicato?

3. Qual è l'effetto sulla reologia alla velocità di trattamento effettiva?

4. I risultati di salinità e invecchiamento sono disponibili in condizioni rilevanti per il progetto?

5. Le condizioni del pannello di filtraggio sono documentate insieme al volume del filtrato?

6. Quale procedura di miscelazione e idratazione è stata utilizzata?

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

8. Come verrà abbinato il campione approvato ai lotti di produzione commerciale?

9. Quali procedure di notifica delle modifiche e di indagine sui reclami si applicano?

10. Quali sono l'imballaggio confermato, il MOQ, i tempi di consegna e i termini di preventivo per questo ordine?

Domande frequenti

Il PAC è un tipo di CMC?

SÌ. Il PAC è un materiale di cellulosa polianionico, carbossimetilato. Nel commercio dei fluidi di perforazione, tuttavia, PAC e CMC sono trattati come categorie commerciali distinte . Le loro etichette da sole non stabiliscono prestazioni uguali o disuguali.

Quale soluzione è migliore per il controllo delle perdite dei fluidi di perforazione: PAC o CMC?

Nessuno dei due è universalmente migliore. Confronta gradi specifici a dosaggi efficaci nel fango previsto. La scelta giusta è quella che soddisfa l'obiettivo di filtrazione mantenendo la reologia e i costi operativi accettabili.

Posso sostituire PAC-LV con CMC-LV?

Potenzialmente, ma non senza test. Confronta la filtrazione, il panello filtrante e la reologia a concentrazioni di prova corrispondenti, quindi identifica il dosaggio efficace di ciascun prodotto nelle effettive condizioni di acqua, solidi e invecchiamento.

Il PAC tollera sempre il sale meglio del CMC?

Non si dovrebbe avanzare alcuna dichiarazione universale per i gradi di ciascun fornitore. Richiedere i dati per il sistema salino specifico e testare i prodotti candidati in acqua di reintegro rappresentativa.

Perché un CMC più economico ha aumentato il costo totale del mio fango?

Un prezzo di acquisto inferiore può essere compensato da un dosaggio efficace più elevato, da un trattamento aggiuntivo per correggere la reologia, da ritardi nella miscelazione o da risultati incoerenti. Calcola il costo alla tariffa del trattamento qualificato , non solo al costo per borsa.

Il PAC o il CMC possono sostituire la gomma di xantano?

Non automaticamente. PAC e CMC sono comunemente valutati per il controllo della filtrazione, mentre la gomma xantana è spesso selezionata per la sua reologia a basso taglio e il contributo alla sospensione. La sostituzione di uno qualsiasi di essi richiede una prova completa delle prestazioni del fango.

Conclusione

PAC vs CMC è una decisione in base al grado e alla domanda, non una competizione tra due nomi. Inizia decidendo se il fango necessita principalmente del controllo della filtrazione o necessita anche di maggiore viscosità. Confronta candidati LV o HV equivalenti utilizzando lo stesso fluido base e la stessa procedura di test. Quindi valutare la salinità, l'invecchiamento, la consistenza del lotto commerciale e il costo al dosaggio efficace.

Richiedi un confronto basato sulle applicazioni: Invia a Unionchem la composizione del fluido base, la chimica dell'acqua, i risultati di filtrazione attuali e target, i requisiti reologici, le condizioni di invecchiamento e il volume di acquisto stimato. Questi dettagli forniscono una solida base per lo screening delle qualità PAC e CMC prima di un ordine commerciale.