PAC in boorvloeistoffen op waterbasis: PAC-LV en PAC-HV selecteren voor vloeistofverliesbeheersing

Polyanionische cellulose (PAC) is een van cellulose afgeleid polymeer dat wordt gebruikt in boorvloeistoffen op waterbasis om de filtratie te helpen controleren en de kwaliteit van de filterkoek te verbeteren. Afhankelijk van de kwaliteit kan het ook substantieel bijdragen aan de vloeistofviscositeit. De centrale aankoopbeslissing is daarom niet simpelweg of een boorvloeistof PAC nodig heeft. Het is deze PAC-kwaliteit die de vereiste beheersing van vloeistofverlies biedt zonder een ongewenst reologie- of mengprobleem te creëren.

Voor veel systemen is PAC-LV een startpunt wanneer vloeistofverliesbeheersing nodig is met een beperkte toename van de viscositeit. PAC-HV kan geschikter zijn wanneer de formulering ook een sterkere viscositeitsbijdrage nodig heeft. Geen van beide aanduidingen garandeert de prestaties in een bepaalde modder: de chemie van de basisvloeistof, het gehalte aan vaste stoffen, het zoutgehalte, de blootstelling aan temperaturen en de testmethoden van de leverancier hebben allemaal invloed op het resultaat.

Terminologie: In dit artikel betekent PAC polyanionische cellulose . Het betekent niet polyaluminiumchloride, dat in andere industrieën ook wel afgekort wordt als 'PAC'.

Snelle selectiegids

Dit zijn screeningrichtlijnen, geen uitwisselbare productspecificaties . PAC-LV- en PAC-HV-kwaliteiten kunnen per leverancier verschillen. Vergelijk feitelijke testgegevens volgens een gemeenschappelijke procedure voordat u twee producten met hetzelfde label als equivalenten behandelt.

Wat doet PAC in een modder op waterbasis?

Tijdens het boren kan druk de vloeibare fase van een boorspoeling in een permeabele formatie dwingen. Achtergebleven vaste stoffen en polymeren vormen een filterkoek op de boorputwand. Effectieve controle op vloeistofverlies heeft tot doel de invasie van filtraten te beperken en tegelijkertijd een filterkoek te produceren die compatibel is met de werking.

PAC helpt door de vloeistoffase te modificeren en bij te dragen aan de vorming van filterkoek. De waarde ervan moet worden beoordeeld aan de hand van verschillende onderling verbonden uitkomsten:

• Filtraatvolume: Hoeveel vloeistof passeert het testmedium onder gedefinieerde omstandigheden?

• Kwaliteit van de filterkoek: Is de cake redelijk dun, consistent en geschikt voor het systeem?

• Reologie: Hoe beïnvloedt PAC de plastische viscositeit, vloeigrens, gelsterkte en gedrag bij lage afschuifkrachten?

• Mengefficiëntie: Dispergeert en hydrateert het betrouwbaar met de beschikbare apparatuur?

• Compatibiliteit: Werkt het samen met de zouten, klei, zetmeel, xanthaangom, smeermiddelen en andere additieven van het systeem?

Een product dat een laag filtraatresultaat oplevert in een eenvoudige laboratoriumslurry is mogelijk niet de beste keuze als het een overmatige viscositeit creëert of slecht hydrateert in de veldslib. De nuttige maatstaf zijn de prestaties in het beoogde vloeistofsysteem , en niet het laagste geïsoleerde vloeistofverliesgetal.

PAC-LV versus PAC-HV: wat is het praktische verschil?

De labels 'LV' en 'HV' beschrijven de beoogde viscositeitsbijdrage van de kwaliteit: lage viscositeit en hoge viscositeit . Beide typen kunnen bijdragen aan de controle van de filtratie, maar ze bieden samenstellers verschillende manieren om vloeistofverlies en reologie in evenwicht te brengen.

Kies voor PAC-LV als de viscositeit al voldoende is

Als een modder een acceptabele reologie heeft maar te veel filtraat verliest, is PAC-LV een logische kandidaat. Het doel is om het filtratiegedrag te verbeteren zonder de circulerende viscositeit onnodig te verhogen.

Dat onderscheid is van belang in systemen waarbij het toevoegen van meer polymeer het pompen kan bemoeilijken, het transportgedrag van vaste stoffen kan veranderen of verdere aanpassingen van de formulering kan vereisen. 'Lage viscositeit' betekent echter niet 'geen reologisch effect.' Meet de verandering in de volledige modder.

Screen PAC-HV wanneer de formulering beide functies nodig heeft

PAC-HV kan nuttig zijn wanneer de vloeistof filtratiecontrole en een extra viscositeitsbijdrage nodig heeft. Afhankelijk van het systeem kan het de noodzaak verminderen om deze functies uit afzonderlijke additieven te halen.

De wisselwerking is dat een kwaliteit die is geselecteerd vanwege zijn sterke viscositeitsrespons het reologiedoel kan overschrijden. Controleer voordat u hiervoor kiest niet alleen het filtraatvolume, maar ook het volledige stroomprofiel van de boorvloeistof voor en na veroudering.

Vervang niet per kilogram

Het vervangen van PAC-LV door PAC-HV – of het wisselen van leverancier binnen een van beide categorieën – zou aanleiding moeten geven tot een nieuwe formuleringsproef. Een passend label zorgt niet voor passend polymeergedrag, en vergelijkbare resultaten bij één dosering garanderen geen vergelijkbare resultaten na blootstelling aan zoutgehalte of temperatuur.

De omstandigheden die de PAC-prestaties veranderen

Zoutgehalte en make-upwater

Het water dat wordt gebruikt om een ​​boorvloeistof te bereiden, kan de additieve prestaties aanzienlijk beïnvloeden. Een resultaat verkregen in zoet water mag niet automatisch worden toegepast op zeewater of een geconcentreerde pekel.

Wanneer u PAC onderzoekt op een zoutoplossingssysteem, bereid dan proeven voor met representatieve suppletiewater- en zoutconcentraties . Registreer wanneer zouten worden toegevoegd ten opzichte van PAC; De volgorde van toevoegen kan de dispersie en hydratatie beïnvloeden.

Blootstelling aan temperatuur

Een boorvloeistof kan omstandigheden ervaren die aanzienlijk verschillen van een banktest bij kamertemperatuur. Als thermische blootstelling relevant is, vergelijk dan monsters voor en na een verouderingsprocedure die geschikt is voor het project.

Rapporteer de verouderingstemperatuur, duur, vloeistofsamenstelling en testprocedure. Een bewering dat PAC 'temperatuurstabiel' is, is niet bruikbaar zonder de omstandigheden waaronder die conclusie werd bereikt.

Vaste stoffen laden

Reactieve klei, geboorde vaste stoffen, verzwaringsmateriaal en andere zwevende deeltjes beïnvloeden zowel de filtratie als de reologie. Test PAC in een representatief systeem met vaste stoffen in plaats van aan te nemen dat de resultaten van een schone polymeeroplossing zullen worden overgedragen naar de werkende modder.

Additieve interacties

PAC wordt gewoonlijk geëvalueerd naast andere modderadditieven op waterbasis. Hun gecombineerde effecten zijn niet altijd de som van hun afzonderlijke effecten. Als de formulering xanthaangom, zetmeel, CMC of andere polymeren bevat, voer dan combinatieproeven uit met de beoogde concentraties en mengvolgorde.

Hoe moet een koper PAC-leveranciers vergelijken?

Een leveranciersvergelijking moet beginnen met een gemeenschappelijk testplan . Anders kunnen twee gegevensbladen vergelijkbaar lijken bij gebruik van verschillende watersamenstellingen, doseringen, mengtijden, verouderingsprocedures of filtratietests.

Vraag voor elk kandidaatcijfer de volgende informatie op:

Waar relevant kunnen kopers leveranciers vragen hoe hun testprogramma zich verhoudt tot API 13A- specificaties en methoden die worden gebruikt om boorvloeistoffen op waterbasis te testen, zoals beschreven in API Aanbevolen Praktijk 13B-1 . Deze verwijzingen moeten nauwkeurig worden gebruikt: het testen van een product met behulp van een API-gerelateerde methode is niet hetzelfde als beweren dat een bedrijf of product 'API-gecertificeerd' is.

Als een API-aanduiding een contractuele vereiste is, specificeer dan de toepasselijke editie, kwaliteit, testcriteria en bewijsmateriaal dat vereist is in de aankoopdocumentatie.

Een praktisch testplan voor PAC-LV en PAC-HV

Een gecontroleerde vergelijking hoeft niet te beginnen met een ingewikkeld formuleringsprogramma. Het moet de beslissingen die er toe doen isoleren.

Stap 1: Stel de basisvloeistofbenchmark vast

Bereid de beoogde modder voor zonder de kandidaat-PAC. Noteer de samenstelling, de mengprocedure, de initiële reologie, het filtraatresultaat en de filterkoekwaarnemingen.

Stap 2: Test de cijfers van kandidaten met bijpassende doseringen

Scherm PAC-LV en PAC-HV op dezelfde geselecteerde concentratiepunten . Gebruik identiek make-upwater, toevoegingsvolgorde, schuifinvoer en hydratatietijd. Hierdoor worden de verschillende reologiebijdragen duidelijker zichtbaar dan wanneer elk product volgens een door de leverancier gekozen procedure wordt getest.

Stap 3: Evalueer het volledige prestatieprofiel

Documenteer voor elk monster:

• filtratieresultaat;

• uiterlijk en dikte van de filterkoek, indien gemeten;

• reologie bij de gedefinieerde testtemperatuur;

• spreiding of samenvoeging van waarnemingen;

• elke verandering na de gespecificeerde verouderingsprocedure.

Stap 4: Optimaliseer voor het daadwerkelijke operationele doel

Zodra een cijfer veelbelovend is, verfijnt u de dosering. Het winnende materiaal is niet noodzakelijkerwijs het materiaal met het laagste filtraatresultaat bij de hoogste concentratie. Het is degene die voldoet aan de filtratievereiste en tegelijkertijd de rest van de modder binnen het werkingsvenster houdt.

Stap 5: Bevestig de consistentie van de commerciële partij

Voordat u vertrouwt op één goedgekeurd monster voor terugkerende levering, moet u overeenstemming bereiken over de vrijgavespecificaties, testmethoden, partij-identificatie en de procedure voor het afhandelen van een zending die niet in de mode is.

Veelvoorkomende PAC-problemen oplossen

Reageer niet automatisch op elk slecht filterresultaat door meer PAC toe te voegen. Controleer eerst of het probleem te maken heeft met de polymeerconcentratie, de beheersing van vaste stoffen, de waterchemie, het mengen, de veroudering of de testprocedure zelf.

PAC, CMC en xanthaangom: zijn ze uitwisselbaar?

Nee, niet zonder testen.

PAC en CMC zijn verwante, van cellulose afgeleide materialen, maar commerciële kwaliteiten kunnen verschillen wat betreft substitutie, viscositeitsgedrag en applicatieprestaties. Een koper moet de vergelijken daadwerkelijke resultaten van de boorvloeistof en er niet van uitgaan dat een van beide namen een bepaald niveau van zouttolerantie of filtratiecontrole garandeert.

Xanthaangom wordt vaak gekozen wanneer reologie en suspensie bij lage afschuiving centraal staan. PAC wordt gewoonlijk geselecteerd voor filtratiecontrole, waarbij de viscositeitsbijdrage afhankelijk is van de kwaliteit. Ze kunnen samen worden gebruikt in een modder op waterbasis, maar de combinatie moet worden beoordeeld op zowel filtratie als reologie.

Als het probleem voornamelijk een overmatig filtraat is met een anderszins aanvaardbare viscositeit, begin dan met het screenen van een optie voor vloeistofverliesbeheersing, zoals PAC-LV. Als de suspensie en de prestaties bij lage afschuiving ook onvoldoende zijn, onderzoek dan het hele additievenpakket in plaats van te verwachten dat één polymeer aan alle eisen voldoet.

Controlelijst van de koper

Voordat u een commerciële PAC-bestelling plaatst, bevestigt u deze punten schriftelijk:

1. Is het aangeboden product polyanionische cellulose en wordt het PAC-LV of PAC-HV genoemd?

2. Welke testmethoden en edities worden gebruikt voor specificatie- en toepassingsgegevens?

3. Welke watersamenstelling en PAC-dosering werden gebruikt om de gerapporteerde resultaten te genereren?

4. Wat zijn de gemeten effecten op zowel filtratie als reologie?

5. Is de kwaliteit getest in het beoogde zoute, kleihoudende of verzwaarde systeem?

6. Worden temperatuurgerelateerde claims ondersteund door een vastgestelde verouderingsprocedure?

7. Kan de leverancier een partijspecifiek COA , TDS en SDS verstrekken?

8. Hoe worden commerciële partijen getraceerd naar het goedgekeurde monster en de vrijgavespecificatie?

9. Welke verpakkings- en opslagomstandigheden worden aanbevolen?

10. Wat zijn de bevestigde MOQ, doorlooptijd, Incoterm en klachtenafhandelingsproces voor de opgegeven bestelling?

Veelgestelde vragen

Waar staat PAC voor in boorvloeistoffen?

PAC staat voor polyanionische cellulose . Het wordt voornamelijk gebruikt in boorvloeistoffen op waterbasis voor filtratiecontrole en, afhankelijk van de kwaliteit, voor de viscositeitsbijdrage. Het moet niet worden verward met polyaluminiumchloride , dat in andere industrieën dezelfde afkorting deelt.

Is PAC-LV beter dan PAC-HV voor de beheersing van vloeistofverlies?

Geen van beide is universeel beter. PAC-LV wordt vaak gescreend wanneer de modder filtratiecontrole nodig heeft zonder een grote extra viscositeitsbijdrage. PAC-HV kan nuttig zijn wanneer zowel filtratiecontrole als verhoogde viscositeit wenselijk zijn. Vergelijk ze met aangepaste doseringen in het daadwerkelijke vloeistofsysteem.

Kan PAC worden gebruikt in boorvloeistoffen voor zout water?

PAC kan worden geëvalueerd voor zoutsystemen, maar de geschiktheid hangt af van de specifieke kwaliteit, de zoutsamenstelling en -concentratie, en de volledige formulering van de modder . Vraag testgegevens op die zijn opgesteld met representatief water in plaats van te vertrouwen op zoetwaterresultaten.

Is een API-testresultaat hetzelfde als API-certificering?

Nee. Een leverancier kan resultaten rapporteren die zijn verkregen met behulp van een API-gerefereerde testmethode zonder dat die verklaring een certificering inhoudt. Als een koopcontract conformiteit met een bepaalde API-specificatie vereist, identificeer dan de toepasselijke vereisten en het bewijs dat de leverancier moet leveren.

Kan PAC xanthaangom vervangen?

Niet automatisch. PAC en xanthaangom worden vaak geselecteerd vanwege verschillende primaire functies in boorvloeistoffen. Het vervangen van de een door de ander vereist een nieuwe beoordeling van filtratie, reologie, suspensie en veldbehandeling.

Wat moet worden getest voordat een nieuwe PAC-leverancier wordt goedgekeurd?

Vergelijk kandidaatmaterialen minimaal met dezelfde basisvloeistof, doseerpunten, mengmethode, filtratietest en reologieprocedure. Voeg zoutgehalte- en verouderingstests toe als deze omstandigheden van belang zijn voor het project en bevestig vervolgens dat de leverancier de goedgekeurde specificatie in commerciële partijen kan reproduceren.

Conclusie

De meest effectieve manier om PAC te kopen is door eerst het boorvloeistofprobleem te definiëren . Als het systeem een ​​betere filtratiecontrole nodig heeft maar al voldoende viscositeit heeft, is PAC-LV een logische kandidaat. Als er zowel filtratiecontrole als meer viscositeit nodig is, verdient PAC-HV wellicht een proefperiode. De uiteindelijke keuze moet worden ondersteund door vergelijkbare tests in de beoogde modder en door een leveranciersspecificatie die voor commerciële zendingen kan worden gehandhaafd.

Voor een kwaliteitsaanbeveling of offerte verstrekt u Unionchem de samenstelling van de basisvloeistof, het beoogde filtraatresultaat, de huidige reologie, het zoutgehalte, de verwachte temperatuurblootstelling en het geschatte aankoopvolume . Die informatie maakt het mogelijk om PAC-LV en PAC-HV te beoordelen aan de hand van de toepassing, in plaats van alleen op productnaam te selecteren.