PAC в буровых растворах на водной основе: как выбрать PAC-LV и PAC-HV для контроля водоотдачи

Полианионная целлюлоза (ПАЦ) представляет собой полимер на основе целлюлозы, используемый в буровых растворах на водной основе для контроля фильтрации и улучшения качества фильтрационной корки. В зависимости от марки он также может существенно влиять на вязкость жидкости. Таким образом, главное решение о покупке заключается не просто в том, нужен ли буровому раствору PAC. Это марка PAC, которая обеспечивает необходимый контроль водоотдачи, не создавая нежелательных реологических проблем или проблем со смешиванием..

Для многих систем PAC-LV является отправной точкой, когда необходимо контролировать потери жидкости при ограниченном увеличении вязкости. PAC-HV может быть более подходящим, когда состав также требует более сильного увеличения вязкости. Ни одно из обозначений не гарантирует эффективность работы с конкретным буровым раствором: на результат влияют химический состав базовой жидкости, содержание твердых веществ, соленость, температурное воздействие и методы испытаний поставщика.

Терминология: В этой статье PAC означает полианионную целлюлозу . Это не означает полиалюминийхлорид, который в других отраслях также обозначается сокращением «PAC».

Руководство по быстрому выбору

Это указания по отбору, а не взаимозаменяемые спецификации продуктов . Марки PAC-LV и PAC-HV могут различаться у разных поставщиков. Сравните фактические данные испытаний в рамках общей процедуры, прежде чем рассматривать два продукта с одинаковой маркировкой как эквиваленты.

Что делает PAC с раствором на водной основе?

Во время бурения давление может заставить жидкую фазу бурового раствора попасть в проницаемый пласт. Оставшиеся твердые частицы и полимеры образуют фильтровальную корку на стенках ствола скважины. Эффективный контроль водоотдачи направлен на ограничение проникновения фильтрата при одновременном получении фильтрационной корки, совместимой с эксплуатацией.

PAC помогает, изменяя жидкую фазу и способствуя образованию фильтрационной корки. Его ценность следует оценивать через несколько взаимосвязанных результатов:

• Объем фильтрата: Сколько жидкости проходит через испытательную среду при определенных условиях?

• Качество фильтрационного осадка: Является ли осадок достаточно тонким, однородным и подходящим для системы?

• Реология: как PAC влияет на пластическую вязкость, предел текучести, прочность геля и поведение при низком сдвиге?

• Эффективность смешивания: надежно ли он диспергируется и гидратируется с помощью доступного оборудования?

• Совместимость: работает ли он вместе с солями, глиной, крахмалом, ксантановой камедью, смазочными материалами и другими добавками системы?

Продукт, который дает низкий результат фильтрата в простой лабораторной суспензии, может быть не лучшим выбором, если он создает чрезмерную вязкость или плохо гидратируется в полевом растворе. Полезным критерием является производительность предполагаемой жидкостной системы , а не минимальное значение изолированной потери жидкости.

PAC-LV против PAC-HV: в чем практическая разница?

Маркировки «LV» и «HV» описывают предполагаемую вязкость данного сорта: низкая вязкость и высокая вязкость . Оба типа могут способствовать контролю фильтрации, но они дают разработчикам рецептур разные способы сбалансировать потерю жидкости и реологию.

Выбирайте PAC-LV, когда вязкость уже достаточна.

Если буровой раствор имеет приемлемую реологию, но теряет слишком много фильтрата, логичным кандидатом является PAC-LV. Цель состоит в том, чтобы улучшить характеристики фильтрации без ненужного увеличения циркуляционной вязкости.

Это различие имеет значение в системах, где добавление большего количества полимера может усложнить перекачку, изменить поведение транспорта твердых частиц или потребовать дальнейшей корректировки рецептуры. «Низкая вязкость», однако, не означает «отсутствие реологического эффекта». Измерьте изменение всего бурового раствора.

Проверяйте PAC-HV, когда в рецептуре необходимы обе функции.

PAC-HV может быть полезен, когда жидкость требует контроля фильтрации и дополнительного повышения вязкости. Это может уменьшить необходимость получения этих функций от отдельных добавок, в зависимости от системы.

Компромисс заключается в том, что марка, выбранная из-за ее сильной реакции на вязкость, может выйти за пределы целевого показателя реологии. Прежде чем выбрать его, проверьте не только объем фильтрата, но и полнопоточный профиль бурового раствора до и после старения.

Не заменяйте по принципу «килограмм на килограмм».

Замена PAC-LV на PAC-HV — или смена поставщиков в любой категории — должна инициировать новое испытание состава. Соответствующая этикетка не указывает на соответствующее поведение полимера, и аналогичные результаты при одной дозировке не гарантируют аналогичные результаты после воздействия соленой воды или температуры.

Условия, которые меняют эффективность PAC

Соленая и подпиточная вода

Вода, используемая для приготовления бурового раствора, может существенно повлиять на эффективность присадок. Результаты, полученные в пресной воде, не следует автоматически применять к морской воде или концентрированному рассоле.

При проверке PAC на солевой системе подготовьте испытания с использованием репрезентативных концентраций подпиточной воды и соли . Запишите, когда соли добавляются относительно PAC; Порядок добавления может влиять на дисперсию и гидратацию.

Температурное воздействие

Буровой раствор может находиться в условиях, которые существенно отличаются от условий стендовых испытаний при комнатной температуре. Если термическое воздействие имеет значение, сравните образцы до и после процедуры старения, соответствующей проекту..

Сообщите о температуре старения, продолжительности, составе жидкости и процедуре испытаний. Утверждение о том, что PAC «стабилен при температуре», бесполезно без условий, при которых был сделан этот вывод.

Загрузка твердых веществ

Реактивная глина, твердые частицы, утяжелитель и другие взвешенные частицы влияют как на фильтрацию, так и на реологию. Тестируйте PAC в репрезентативной системе твердых частиц, а не предполагайте, что результаты, полученные от чистого раствора полимера, перенесутся на рабочий раствор.

Аддитивные взаимодействия

PAC обычно оценивается наряду с другими добавками к буровому раствору на водной основе. Их совокупный эффект не всегда является суммой их отдельных эффектов. Если состав содержит ксантановую камедь, крахмал, КМЦ или другие полимеры, проведите испытания комбинирования при заданных концентрациях и последовательности смешивания.

Как покупателю следует сравнивать поставщиков PAC?

Сравнение поставщиков должно начинаться с общего плана испытаний . В противном случае два листа данных могут оказаться сопоставимыми при использовании разных составов воды, дозировок, времени смешивания, процедур старения или испытаний на фильтрацию.

Запросите следующую информацию для каждого класса кандидата:

При необходимости покупатели могут спросить поставщиков, как их программа испытаний соотносится со спецификациями API 13A и методами, используемыми для испытаний буровых растворов на водной основе, например, описанными в Рекомендуемой практике API 13B-1 . Эти ссылки следует использовать точно: тестирование продукта с использованием метода, связанного с API, — это не то же самое, что заявление о том, что компания или продукт «сертифицированы API».

Если обозначение API является требованием контракта, укажите применимую версию, класс, критерии испытаний и доказательства, необходимые в закупочной документации.

Практический план стендовых испытаний PAC-LV и PAC-HV

Контролируемое сравнение не обязательно должно начинаться со сложной программы формулирования. Необходимо изолировать важные решения.

Шаг 1. Установите эталон базовой жидкости

Подготовьте предполагаемый раствор без кандидата PAC. Запишите его состав, процедуру смешивания, начальную реологию, результат фильтрата и наблюдения за фильтрационной коркой.

Шаг 2. Проверьте оценки кандидатов при соответствующих дозировках.

Проверяйте PAC-LV и PAC-HV в одних и тех же выбранных точках концентрации . Используйте идентичную подпиточную воду, порядок добавления, силу сдвига и время гидратации. Это более четко выявляет различные вклады в реологические свойства, чем тестирование каждого продукта в соответствии с процедурой, выбранной поставщиком.

Шаг 3. Оцените полный профиль производительности

Для каждого образца документально оформить:

• результат фильтрации;

• внешний вид и толщина фильтрационной корки, если она измерена;

• реология при определенной температуре испытания;

• дисперсионные или группирующие наблюдения;

• любые изменения после указанной процедуры старения.

Шаг 4. Оптимизация для достижения фактической операционной цели

Как только сорт покажет себя многообещающим, уточните его дозировку. Выигрышным материалом не обязательно является тот, который имеет наименьший результат по фильтрату при самой высокой концентрации. Это тот, который отвечает требованиям фильтрации, сохраняя при этом остальную часть бурового раствора в пределах своего рабочего окна..

Шаг 5. Подтвердите соответствие коммерческой партии

Прежде чем полагаться на один утвержденный образец для регулярных поставок, согласуйте спецификации выпуска, методы испытаний, идентификацию партии и процедуру обращения с поставкой, выходящей за рамки тренда.

Устранение распространенных проблем PAC

Не реагируйте автоматически на каждый плохой результат фильтрации добавлением PAC. Сначала убедитесь, что проблема заключается в концентрации полимера, контроле содержания твердых частиц, химическом составе воды, смешивании, старении или самой процедуре испытания.

PAC, CMC и ксантановая камедь: взаимозаменяемы ли они?

Нет, не без тестирования.

PAC и CMC являются родственными материалами, полученными из целлюлозы, но коммерческие сорта могут различаться по замене, вязкости и характеристикам применения. Покупатель должен сравнить фактические результаты использования бурового раствора , а не предполагать, что какое-либо из названий гарантирует определенный уровень солеустойчивости или контроля фильтрации.

Ксантановую камедь часто выбирают, когда реология с низким сдвигом и суспензия являются главными проблемами. PAC обычно выбирается для контроля фильтрации, при этом его вклад в вязкость зависит от марки. Их можно использовать вместе в буровом растворе на водной основе, но комбинацию следует оценить как по фильтрации, так и по реологии.

Если проблема в первую очередь заключается в чрезмерном фильтрате с приемлемой вязкостью, начните с проверки средства контроля потерь жидкости, такого как PAC-LV. Если суспензия и характеристики низкого сдвига также недостаточны, изучите весь пакет присадок, а не ожидайте, что один полимер решит все требования.

Контрольный список покупателя

Прежде чем разместить коммерческий заказ PAC, подтвердите следующие пункты в письменной форме:

1. Является ли предлагаемый продукт полианионной целлюлозой и имеет ли он обозначение PAC-LV или PAC-HV?

2. Какие методы испытаний и редакции используются для данных спецификаций и приложений?

3. Какой состав воды и дозировка ПАУ использовались для получения заявленных результатов?

4. Каково измеренное влияние на фильтрацию и реологию??

5. Была ли данная марка протестирована в предполагаемой солевой, глиносодержащей или взвешенной системе?

6. Подкреплены ли заявления, связанные с температурой, установленной процедурой старения?

7. Может ли поставщик предоставить сертификат подлинности , TDS и SDS для конкретной партии?

8. Как коммерческие партии отслеживаются по утвержденному образцу и спецификации выпуска?

9. Какая упаковка и условия хранения рекомендуются?

10. Каковы подтвержденный минимальный заказ, время выполнения, Инкотермс и процесс рассмотрения жалоб для указанного заказа?

Часто задаваемые вопросы

Что означает PAC в буровых растворах?

PAC означает полианионная целлюлоза . Он используется в буровых растворах на водной основе в первую очередь для контроля фильтрации и, в зависимости от марки, повышения вязкости. Его не следует путать с хлоридом полиалюминия , который в других отраслях обозначается той же аббревиатурой.

Является ли PAC-LV лучше, чем PAC-HV, для контроля потери жидкости?

Ни то, ни другое не лучше в целом. PAC-LV часто проверяется, когда буровой раствор нуждается в контроле фильтрации без значительного увеличения дополнительной вязкости. PAC-HV может быть полезен, когда желательны как контроль фильтрации, так и повышение вязкости. Сравните их при соответствующих дозировках в реальной жидкостной системе.

Можно ли использовать PAC в буровых растворах для морской воды?

PAC можно оценить для солевых систем, но пригодность зависит от конкретной марки, состава и концентрации соли, а также полного состава бурового раствора . Запрашивайте данные испытаний, подготовленные с использованием репрезентативной воды, а не полагайтесь на результаты испытаний в пресной воде.

Является ли результат теста API таким же, как и сертификация API?

Нет. Поставщик может сообщать о результатах, полученных с использованием метода испытаний, указанного API, без того, чтобы это заявление представляло собой сертификацию. Если договор купли-продажи требует соответствия определенной спецификации API, укажите применимые требования и доказательства, которые должен предоставить поставщик.

Может ли PAC заменить ксантановую камедь?

Не автоматически. ПАУ и ксантановая камедь часто выбираются для выполнения различных основных функций в буровых растворах. Замена одного на другое требует новой оценки фильтрации, реологии, суспензии и условий эксплуатации..

Что следует проверить перед утверждением нового поставщика PAC?

Как минимум, сравните возможные материалы, используя одну и ту же базовую жидкость, точки дозирования, метод смешивания, испытание на фильтрацию и процедуру реологии. Добавьте испытания на соленость и старение, если эти условия важны для проекта, а затем подтвердите, что поставщик может воспроизвести утвержденную спецификацию в коммерческих партиях.

Заключение

Самый эффективный способ купить PAC — это сначала определить проблему с буровым раствором . Если системе требуется лучший контроль фильтрации, но она уже имеет достаточную вязкость, логичным кандидатом является PAC-LV. Если требуется как контроль фильтрации, так и повышение вязкости, возможно, PAC-HV заслуживает испытания. Окончательный выбор должен быть подтвержден сопоставимыми испытаниями в предполагаемом буровом растворе и спецификацией поставщика, которая может поддерживаться при коммерческих поставках.

Для рекомендации или предложения по марке предоставьте Unionchem состав базовой жидкости, целевой результат по фильтрату, текущую реологию, соленость, ожидаемое температурное воздействие и предполагаемый объем закупки . Эта информация позволяет оценить PAC-LV и PAC-HV в зависимости от применения, а не выбирать только по названию продукта.