PAC em fluidos de perfuração à base de água: como selecionar PAC-LV e PAC-HV para controle de perda de fluido

A celulose polianiônica (PAC) é um polímero derivado de celulose usado em fluidos de perfuração à base de água para ajudar a controlar a filtração e melhorar a qualidade da torta de filtro. Dependendo do grau, também pode contribuir substancialmente para a viscosidade do fluido. A decisão central de compra não é, portanto, simplesmente se um fluido de perfuração precisa de PAC. É qual classe de PAC fornece o controle de perda de fluido necessário sem criar uma reologia indesejada ou problema de mistura.

Para muitos sistemas, o PAC-LV é um ponto de partida quando o controle da perda de fluido é necessário com um aumento limitado na viscosidade. O PAC-HV pode ser mais apropriado quando a formulação também necessita de uma contribuição de viscosidade mais forte. Nenhuma das designações garante o desempenho em uma lama específica: a química do fluido base, o conteúdo de sólidos, a salinidade, a exposição à temperatura e os métodos de teste do fornecedor afetam o resultado.

Terminologia: Neste artigo, PAC significa celulose polianiônica . Isso não significa cloreto de polialumínio, que também é abreviado como “PAC” em outras indústrias.

Guia de seleção rápida

Estas são instruções de triagem e não especificações de produtos intercambiáveis . As classes PAC-LV e PAC-HV podem diferir entre fornecedores. Compare os dados reais dos testes sob um procedimento comum antes de tratar dois produtos com o mesmo rótulo como equivalentes.

O que o PAC faz em uma lama à base de água?

Durante a perfuração, a pressão pode forçar a fase líquida de uma lama a uma formação permeável. Sólidos e polímeros deixados para trás formam uma torta de filtro na parede do poço. O controle eficaz da perda de fluido visa limitar a invasão do filtrado enquanto produz uma torta de filtro compatível com a operação.

O PAC ajuda modificando a fase fluida e contribuindo para a formação da torta de filtro. O seu valor deve ser avaliado através de vários resultados interligados:

• Volume de filtrado: Quanto líquido passa pelo meio de teste sob condições definidas?

• Qualidade da torta de filtro: A torta é razoavelmente fina, consistente e apropriada para o sistema?

• Reologia: Como o PAC afeta a viscosidade do plástico, o limite de escoamento, a resistência do gel e o comportamento de baixo cisalhamento?

• Eficiência de mistura: Dispersa e hidrata de forma confiável com os equipamentos disponíveis?

• Compatibilidade: Funciona junto com os sais, argila, amido, goma xantana, lubrificantes e outros aditivos do sistema?

Um produto que produz um resultado de baixo filtrado em uma simples pasta de laboratório pode não ser a melhor escolha se criar viscosidade excessiva ou se hidratar mal na lama de campo. A referência útil é o desempenho no sistema de fluido pretendido , e não o menor número isolado de perda de fluido.

PAC-LV vs PAC-HV: Qual é a diferença prática?

Os rótulos “LV” e “HV” descrevem a contribuição de viscosidade pretendida da classe: baixa viscosidade e alta viscosidade . Ambos os tipos podem contribuir para o controle da filtração, mas oferecem aos formuladores diferentes maneiras de equilibrar a perda de fluido e a reologia.

Escolha PAC-LV quando a viscosidade já for adequada

Se uma lama tiver reologia aceitável, mas perder muito filtrado, o PAC-LV é um candidato lógico. O objetivo é melhorar o comportamento de filtração sem aumentar desnecessariamente a viscosidade circulante.

Essa distinção é importante em sistemas onde a adição de mais polímero pode complicar o bombeamento, alterar o comportamento do transporte de sólidos ou exigir ajustes adicionais na formulação. “Baixa viscosidade”, entretanto, não significa “nenhum efeito reológico”. Meça a mudança na lama completa.

Tela PAC-HV quando a formulação necessita de ambas as funções

O PAC-HV pode ser útil quando o fluido necessita de controle de filtração e uma contribuição adicional de viscosidade. Pode reduzir a necessidade de obter essas funções a partir de aditivos separados, dependendo do sistema.

A desvantagem é que um grau selecionado por sua forte resposta de viscosidade pode ultrapassar o alvo de reologia. Antes de escolhê-lo, verifique não apenas o volume do filtrado, mas também o perfil de fluxo total do fluido de perfuração antes e depois do envelhecimento.

Não substitua quilo por quilo

A substituição do PAC-LV pelo PAC-HV – ou a troca de fornecedores dentro de qualquer categoria – deve desencadear um novo teste de formulação. Um rótulo correspondente não estabelece o comportamento correspondente do polímero, e resultados semelhantes em uma dosagem não garantem resultados semelhantes após exposição à salinidade ou à temperatura.

As condições que alteram o desempenho do PAC

Salinidade e água de reposição

A água usada para preparar um fluido de perfuração pode afetar materialmente o desempenho do aditivo. Um resultado obtido em água doce não deve ser automaticamente aplicado à água do mar ou a uma salmoura concentrada.

Ao examinar o PAC para um sistema salino, prepare testes usando concentrações representativas de água de reposição e sal . Registre quando os sais são adicionados em relação ao PAC; a ordem de adição pode influenciar a dispersão e a hidratação.

Exposição à temperatura

Um fluido de perfuração pode passar por condições que diferem significativamente de um teste de bancada em temperatura ambiente. Se a exposição térmica for relevante, compare as amostras antes e depois de um procedimento de envelhecimento adequado ao projeto.

Relate a temperatura de envelhecimento, duração, composição do fluido e procedimento de teste. Uma afirmação de que o PAC é “temperatura estável” não é útil sem as condições sob as quais essa conclusão foi alcançada.

Carregamento de sólidos

Argila reativa, sólidos perfurados, material de ponderação e outras partículas suspensas influenciam tanto a filtração quanto a reologia. Teste o PAC em um sistema representativo de sólidos, em vez de presumir que os resultados de uma solução de polímero limpa serão transferidos para a lama de trabalho.

Interações aditivas

O PAC é comumente avaliado junto com outros aditivos de lama à base de água. Os seus efeitos combinados nem sempre são a soma dos seus efeitos separados. Se a formulação contiver goma xantana, amido, CMC ou outros polímeros, realize testes de combinação nas concentrações e sequência de mistura pretendidas.

Como um comprador deve comparar os fornecedores de PAC?

Uma comparação de fornecedores deve começar com um plano de testes comum . Caso contrário, duas folhas de dados podem parecer comparáveis ​​ao usar diferentes composições de água, dosagens, tempos de mistura, procedimentos de envelhecimento ou testes de filtração.

Solicite as seguintes informações para cada nota do candidato:

Quando relevante, os compradores podem perguntar aos fornecedores como seu programa de testes se relaciona com as especificações e métodos API 13A usados ​​para testar fluidos de perfuração à base de água, como aqueles descritos na Prática Recomendada API 13B-1 . Essas referências devem ser usadas com precisão: testar um produto usando um método relacionado à API não é o mesmo que afirmar que uma empresa ou produto é “certificado pela API”.

Se uma designação de API for um requisito contratual, especifique a edição aplicável, a classificação, os critérios de teste e as evidências exigidas na documentação de compra.

Um plano prático de teste de bancada para PAC-LV e PAC-HV

Uma comparação controlada não precisa começar com um programa de formulação complicado. É necessário isolar as decisões que importam.

Etapa 1: estabelecer o benchmark do fluido base

Prepare a lama pretendida sem o PAC candidato. Registre sua composição, procedimento de mistura, reologia inicial, resultado do filtrado e observações da torta de filtro.

Etapa 2: testar as notas dos candidatos em dosagens correspondentes

Tela PAC-LV e PAC-HV nos mesmos pontos de concentração selecionados . Use água de reposição, ordem de adição, entrada de cisalhamento e tempo de hidratação idênticos. Isto revela as diferentes contribuições da reologia de forma mais clara do que testar cada produto sob um procedimento escolhido pelo fornecedor.

Etapa 3: avaliar o perfil de desempenho completo

Para cada amostra, documente:

• resultado da filtração;

• aparência e espessura da torta de filtro, quando medida;

• reologia na temperatura de teste definida;

• observações de dispersão ou aglomeração;

• qualquer alteração após o procedimento de envelhecimento especificado.

Etapa 4: otimizar para a meta operacional real

Quando uma nota se mostrar promissora, refine sua dosagem. O material vencedor não é necessariamente aquele com o menor resultado de filtração na maior concentração. É aquele que atende aos requisitos de filtração mantendo o restante da lama dentro de sua janela de operação.

Passo 5: Confirme a consistência do lote comercial

Antes de confiar em uma amostra aprovada para fornecimento recorrente, chegue a um acordo sobre as especificações de liberação, os métodos de teste, a identificação do lote e o procedimento para lidar com uma remessa fora de tendência.

Solução de problemas comuns de PAC

Não responda automaticamente a cada resultado de filtragem ruim adicionando mais PAC. Primeiro confirme se o problema está na concentração do polímero, no controle de sólidos, na química da água, na mistura, no envelhecimento ou no próprio procedimento de teste.

PAC, CMC e goma xantana: são intercambiáveis?

Não, não sem testes.

PAC e CMC são materiais derivados de celulose relacionados, mas os graus comerciais podem diferir em substituição, comportamento de viscosidade e desempenho de aplicação. Um comprador deve comparar os resultados reais do fluido de perfuração e não presumir que qualquer um dos nomes garanta um determinado nível de tolerância ao sal ou controle de filtração.

A goma xantana é frequentemente selecionada quando a reologia de baixo cisalhamento e a suspensão são preocupações centrais. O PAC é comumente selecionado para controle de filtração, com sua contribuição de viscosidade dependendo do grau. Eles podem ser usados ​​juntos em uma lama à base de água, mas a combinação deve ser avaliada tanto em termos de filtração quanto de reologia.

Se o problema for principalmente filtrado excessivo com viscosidade aceitável, comece examinando uma opção de controle de perda de fluido, como o PAC-LV. Se a suspensão e o desempenho de baixo cisalhamento também forem inadequados, examine todo o pacote de aditivos em vez de esperar que um polímero resolva todos os requisitos.

Lista de verificação do comprador

Antes de fazer um pedido comercial de PAC, confirme estes pontos por escrito:

1. O produto oferecido é celulose polianiônica e é designado PAC-LV ou PAC-HV?

2. Quais métodos de teste e edições são usados ​​para especificações e dados de aplicação?

3. Qual composição da água e dosagem de PAC foram utilizadas para gerar os resultados relatados?

4. Quais são os efeitos medidos na filtração e na reologia?

5. O grau foi testado no sistema salino, contendo argila ou ponderado pretendido?

6. As alegações relacionadas com a temperatura são apoiadas por um procedimento de envelhecimento declarado?

7. O fornecedor pode fornecer COA específicos do lote ?, TDS e SDS

8. Como os lotes comerciais são rastreados até a amostra aprovada e as especificações de liberação?

9. Quais condições de embalagem e armazenamento são recomendadas?

10. Quais são o MOQ confirmado, o prazo de entrega, o Incoterm e o processo de tratamento de reclamações para o pedido cotado?

Perguntas frequentes

O que PAC significa em fluidos de perfuração?

PAC significa celulose polianiônica . É usado em fluidos de perfuração à base de água principalmente para controle de filtração e, dependendo do grau, contribuição de viscosidade. Não deve ser confundido com cloreto de polialumínio , que compartilha a mesma abreviatura em outras indústrias.

O PAC-LV é melhor que o PAC-HV para controle de perda de fluidos?

Nenhum dos dois é universalmente melhor. O PAC-LV é frequentemente peneirado quando a lama precisa de controle de filtração sem uma grande contribuição adicional de viscosidade. O PAC-HV pode ser útil quando tanto o controle da filtração quanto o aumento da viscosidade são desejáveis. Compare-os em dosagens correspondentes no sistema de fluido real.

O PAC pode ser usado em fluidos de perfuração de água salgada?

O PAC pode ser avaliado para sistemas salinos, mas a adequação depende do grau específico, da composição e concentração do sal e da formulação completa da lama . Solicite dados de teste preparados com água representativa, em vez de depender de resultados de água doce.

O resultado de um teste de API é igual à certificação de API?

Não. Um fornecedor pode relatar resultados obtidos usando um método de teste referenciado pela API sem que essa declaração constitua certificação. Se um contrato de compra exigir conformidade com uma especificação API específica, identifique os requisitos aplicáveis ​​e as evidências que o fornecedor deve fornecer.

O PAC pode substituir a goma xantana?

Não automaticamente. PAC e goma xantana são frequentemente selecionados para diferentes funções primárias em fluidos de perfuração. A substituição de um pelo outro requer uma nova avaliação de filtração, reologia, suspensão e manuseio em campo.

O que deve ser testado antes de aprovar um novo fornecedor de PAC?

No mínimo, compare os materiais candidatos usando o mesmo fluido base, pontos de dosagem, método de mistura, teste de filtração e procedimento de reologia. Adicione testes de salinidade e envelhecimento quando essas condições forem importantes para o projeto e, em seguida, confirme se o fornecedor pode reproduzir a especificação aprovada em lotes comerciais.

Conclusão

A maneira mais eficaz de comprar PAC é definir primeiro o problema do fluido de perfuração . Se o sistema precisar de melhor controle de filtração, mas já tiver viscosidade suficiente, o PAC-LV é um candidato lógico. Se precisar de controle de filtração e mais viscosidade, o PAC-HV pode merecer um teste. A escolha final deve ser apoiada por testes comparáveis ​​na lama pretendida e por uma especificação do fornecedor que possa ser mantida em todas as remessas comerciais.

Para uma recomendação ou cotação de grau, forneça à Unionchem a composição do fluido base, o resultado do filtrado alvo, a reologia atual, a salinidade, a exposição à temperatura esperada e o volume de compra estimado . Essas informações permitem avaliar o PAC-LV e o PAC-HV em relação à aplicação, em vez de selecionar apenas pelo nome do produto.