PAC и CMC в буровых растворах: как сравнить контроль водоотдачи, реологию и стоимость использования

Быстрый ответ: PAC и CMC — это родственные полимеры на основе целлюлозы, используемые в буровых растворах на водной основе, особенно там, где требуется контроль фильтрации. PAC обычно считается разновидностью карбоксиметилцеллюлозы , а не совершенно другим химическим веществом. Однако при коммерческих поставках буровых растворов «PAC» и «CMC» определяют разные семейства марок и ожидаемые характеристики. Полезный вопрос не в том, всегда ли PAC лучше, чем CMC. Это то, какая конкретная марка соответствует целевым показателям водоотдачи и реологии в предполагаемом буровом растворе при наименьших эффективных затратах на обработку..

Если буровой раствор требует контроля фильтрации с минимальной дополнительной вязкостью, сравните PAC-LV и CMC-LV . Если также требуется более высокая вязкость, сравните соответствующие марки HV . Примите решение, используя тесты подбора дозы в репрезентативной подпиточной воде, а затем тесты на соленость и старение, если эти условия применимы.

PAC против CMC: краткий обзор

Важно: названия классов не заменяют спецификации. Два продукта, продаваемые как «PAC-LV», могут работать по-разному, как и два продукта «CMC-LV».

PAC и CMC — это одно и то же?

Они химически родственны, но не являются коммерчески взаимозаменяемыми только по названию..

Оба начинаются с целлюлозы и содержат карбоксиметильные группы. Различия в производстве, степени и распределении замещения, характеристиках полимерных цепей, чистоте и дизайне марок могут влиять на то, как коммерческий продукт гидратируется и ведет себя в буровом растворе.

При покупке буровых растворов PAC обычно относится к продуктам, предназначенным для предсказуемых характеристик фильтрации и реологии в определенных условиях бурового раствора. CMC — это более широкая коммерческая категория, охватывающая продукты с широким диапазоном вязкостей и целей применения. Это описание является соглашением о закупках, а не доказательством того, что каждый продукт PAC превосходит каждый продукт CMC.

Поэтому поставщик должен быть в состоянии ответить на более точный вопрос, чем «Это PAC или CMC?»:

Как эта марка влияет на объем фильтрации, фильтрационный осадок и реологию бурового раствора при заданной дозировке в нашей фактической базовой жидкости?

Почему контроль потерь жидкости является основным сравнением

Когда буровой раствор на водной основе контактирует с проницаемым пластом, некоторая его жидкая фаза может перейти в пласт. Остальные твердые вещества и полимеры образуют фильтровальную лепешку. Добавка, снижающая водоотдачу, выбирается, чтобы помочь управлять этим процессом.

Хорошее сравнение выходит за рамки одного номера фильтрата:

• Объем фильтрата: соответствует ли кандидат целям проекта в рамках указанного теста?

• Состояние фильтрационной корки: Соответствует ли корка требованиям программы по буровому раствору?

• Реология: делает ли добавка слишком вязкой жидкость или обеспечивает необходимую вязкость?

• Характеристики после старения: Остается ли результат приемлемым после воздействия указанной температуры?

• Поведение при смешивании: можно ли надежно диспергировать продукт с помощью имеющегося оборудования?

Добавка, обеспечивающая наименьшее количество фильтрата в простой лабораторной жидкости, может быть не лучшим коммерческим выбором, если она вызывает чрезмерную вязкость рабочего раствора.

PAC-LV против CMC-LV: когда стоит тестировать каждый из них?

PAC-LV и CMC-LV являются логичными кандидатами, когда буровой раствор уже имеет достаточную вязкость и основной целью является улучшение контроля фильтрации.

Обозначение низкой вязкости означает, что продукт предназначен для обеспечения сравнительно ограниченного вклада вязкости в определенных условиях испытаний. Это не означает, что добавление большего количества раствора никогда не изменит реологию бурового раствора.

Проверяйте обе оценки, если:

• существующий результат водоотдачи выше целевого;

• текущая реология уже близка к верхнему рабочему пределу;

• изменение рецептуры должно избегать существенного увеличения вязкости; или

• покупатель рассматривает более дешевую альтернативу и нуждается в доказательствах того, что она работает в эффективной дозировке.

Сравните их с одним и тем же базовым раствором , с одинаковым методом приготовления, точками дозировки, временем гидратации и температурой испытания. В противном случае очевидная разница в характеристиках может быть связана с процедурой испытания, а не с полимерами.

PAC-HV против CMC-HV: когда вязкость становится преимуществом?

Марка HV может быть полезна, когда системе требуется как контроль фильтрации, так и значительное увеличение вязкости. Является ли это преимуществом, зависит от всей программы обработки грязи.

Например, более высокий вклад вязкости может снизить зависимость от другого загустителя в одной рецептуре. В другом случае это может вытолкнуть жидкость за пределы ее целевой реологии и создать дополнительные работы по очистке. Ни один результат нельзя предсказать, исходя только из ярлыка «HV».

Измеряйте полный профиль реологии, а не проверяйте отдельные показания вязкости. Соответствующие результаты могут включать пластическую вязкость, предел текучести, прочность геля и поведение при низком сдвиге, в зависимости от эксплуатационных требований.

Не заменяйте PAC-LV на CMC-HV или любой сорт LV на класс HV в пересчете на килограмм. Повторная квалификация необходима, поскольку могут измениться как фильтрация, так и поведение потока.

PAC работает лучше, чем CMC в соленой воде?

Не существует универсального ответа «да» или «нет» для всех коммерческих сортов.

PAC часто выбирают для программ по буровым растворам, которые требуют надежной работы в определенных водно-химических условиях. Но надпись «PAC» на упаковке не определяет, как конкретный сорт будет вести себя в морской воде, системе KCl или другом рассоле. Аналогично, класс CMC не следует отвергать только потому, что он называется CMC.

Для значимого сравнения солености:

1. Подготовьте образцы с фактической или репрезентативной подпиточной водой..

2. Запишите тип и концентрацию соли.

3. Используйте последовательную процедуру смешивания добавок и гидратации.

4. Измерьте как фильтрацию, так и реологию.

5. Повторите тестирование после установленной в проекте процедуры устаревания, если применимо.

Также задокументируйте порядок добавления . Введение полимера до или после солей и других ингредиентов бурового раствора может изменить способ диспергирования и гидратации лабораторного образца.

А как насчет температурной стабильности?

Заявления о температуре имеют смысл только тогда, когда указаны условия.

Поставщик может описать марку как подходящую для эксплуатации при повышенных температурах, но покупатели должны спросить:

• Какова была температура выдержки?

• Как долго выдерживался образец?

• Каков был полный состав тестовой жидкости ??

• Были ли измерены результаты до и после старения?

• Какие методы фильтрации и реологии использовались?

Не сравнивайте данные о комнатной температуре одного поставщика с данными о выдержанном растворе другого поставщика. Если программа скважины предполагает термическое воздействие, определите необходимую процедуру старения в плане оценки и соответствующим образом протестируйте каждого кандидата.

Как провести честное судебное разбирательство по PAC и CMC

Цель сравнительного испытания состоит в том, чтобы определить наименьшую эффективную обработку, которая соответствует всей спецификации бурового раствора , а не в том, чтобы продемонстрировать, что одно семейство продуктов выигрывает при любых условиях.

Шаг 1: Определите операционную цель

Прежде чем запрашивать образцы, укажите:

• базово-жидкая композиция и подпиточная вода;

• тип и концентрация соли, если применимо;

• твердые вещества и другие добавки;

• целевой результат фильтрата;

• приемлемый диапазон реологии;

• предполагаемое температурное воздействие;

• доступное смесительное оборудование.

Шаг 2. Установите базовый уровень

Тестируйте грязь без кандидата PAC или CMC . Запишите результаты фильтрации, наблюдения за фильтрационной коркой и реологию. Это дает представление о том, что на самом деле меняет каждая добавка.

Шаг 3. Сравните эквивалентные функции оценок

Начните с PAC-LV вместо CMC-LV, если основной проблемой является фильтрация без значительного увеличения вязкости. Сравните марки HV отдельно, если желательна дополнительная вязкость. Избегайте интерпретации теста LV и HV как простого сравнения PAC и CMC.

Шаг 4. Используйте соответствующие точки дозировки.

Подготовьте каждого кандидата в одинаковых выбранных концентрациях, используя идентичные условия смешивания и гидратации. Затем оптимизируйте наиболее перспективные продукты с учетом их эффективной дозировки , которая может различаться в зависимости от сорта.

Шаг 5. Повторите действия при соответствующих условиях.

Если соленость, содержание твердых веществ или термическое старение имеют значение, проверяйте эти условия, а не экстраполируйте образец пресной воды.

Шаг 6. Подтвердите коммерческую повторяемость

Согласуйте спецификацию выпуска, методы испытаний, кодирование партии и процесс контроля изменений, прежде чем рассматривать успешный образец как одобрение для повторяющихся заказов.

Для тестирования свойств фильтрации и бурового раствора покупатели могут обратиться к соответствующему изданию Рекомендуемой практики API 13B-1 и к любым методам, указанным в их программе по буровому раствору. Если требуется договорное соответствие классу API 13A , укажите точное обозначение, выпуск, критерии приемки и доказательства в заказе на поставку. Использование метода тестирования, основанного на API, само по себе не является «сертификацией API».

Сравнивайте стоимость использования, а не цену за сумку

Более дешевый продукт может стоить дороже, если он требует более высокой скорости обработки или требует дополнительной коррекции вязкости. И наоборот, более дорогой сорт не является автоматически экономичным выбором, если более дешевый вариант отвечает всем требованиям при сопоставимой эффективной дозировке.

Сравнение закупок должно учитывать:

Значимой коммерческой единицей является стоимость обработки предполагаемого объема бурового раствора в соответствии со спецификацией , а не просто закупочная цена одного килограмма полимера.

Распространенные ошибки при выборе PAC или CMC

Предполагая, что PAC и CMC не являются родственными химическими веществами.

Это родственные материалы, полученные из целлюлозы. Их технические характеристики и характеристики коммерческого уровня, а не упрощенное химическое различие, должны определять выбор.

Предполагая, что PAC всегда превосходит CMC

Это может не относиться к каждой марке, дозировке и системе бурового раствора. Проверьте продукты на соответствие реальным требованиям проекта.

Сравнение PAC-LV и CMC-HV, как если бы они служили одной и той же цели.

Другой вклад вязкости может исказить сравнение. Сначала сопоставьте предполагаемую функцию, затем оцените альтернативы.

Сравнение данных поставщиков различных тестовых жидкостей

Пресная вода, соленая вода и грязь, содержащая твердые частицы, могут давать разные результаты. Используйте один протокол контролируемой оценки.

Оптимизация только для минимального фильтрата

Результата с низким значением фильтрата недостаточно, если реология жидкости или обращение с ней становятся неприемлемыми.

Утверждение одного образца без определения средств контроля коммерческой партии

В спецификации закупки должно быть указано, как проверяются поставляемые партии и как будут обрабатываться изменения или результаты, выходящие за рамки тренда.

Контрольный список покупателя

Прежде чем утвердить поставщика PAC или CMC, спросите:

1. Каково точное продукта обозначение марки и его предполагаемая функция в качестве бурового раствора?

2. Какой метод испытаний, базовая жидкость и дозировка подтверждают опубликованные результаты фильтрации?

3. Каково влияние на реологию при эффективной скорости обработки??

4. Доступны ли результаты по засолению и старению в условиях, соответствующих проекту?

5. Документируется ли состояние фильтрационной корки вместе с объемом фильтрата?

6. Какую процедуру смешивания и гидратации использовали?

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

8. Как утвержденный образец будет соответствовать партиям коммерческого производства?

9. Какие процедуры уведомления об изменениях и расследования жалоб применяются?

10. Каковы подтвержденная упаковка, минимальный заказ, время выполнения и условия расценок для этого заказа?

Часто задаваемые вопросы

Является ли PAC разновидностью CMC?

Да. PAC представляет собой полианионный карбоксиметилцеллюлозный материал. Однако в торговле буровыми растворами PAC и CMC рассматриваются как отдельные категории коммерческого качества . Их ярлыки сами по себе не устанавливают равную или неравную производительность.

Что лучше для контроля потерь бурового раствора: PAC или CMC?

Ни то, ни другое не лучше в целом. Сравните конкретные сорта и эффективные дозировки в предполагаемом буровом растворе. Правильный выбор – это тот, который соответствует поставленной цели фильтрации, сохраняя при этом приемлемые реологические свойства и эксплуатационные расходы.

Могу ли я заменить PAC-LV на CMC-LV?

Потенциально, но не без тестирования. Сравните фильтрацию, фильтрационный осадок и реологию при соответствующих пробных концентрациях, а затем определите эффективную дозировку каждого продукта в реальных условиях воды, твердых веществ и старения.

Всегда ли PAC переносит соль лучше, чем CMC?

Не следует предъявлять универсальных требований к сортам каждого поставщика. Запросите данные для конкретной солевой системы и протестируйте продукты-кандидаты в репрезентативной подпиточной воде.

Почему более дешевый CMC увеличил мою общую стоимость бурового раствора?

Более низкая закупочная цена может быть компенсирована более высокой эффективной дозировкой, дополнительной обработкой для коррекции реологии, задержками при смешивании или противоречивыми результатами. Рассчитайте стоимость по квалифицированному курсу лечения , а не только по стоимости за мешок.

Могут ли PAC или CMC заменить ксантановую камедь?

Не автоматически. PAC и CMC обычно оценивают для контроля фильтрации, тогда как ксантановую камедь часто выбирают из-за ее реологии с низким сдвигом и вклада в суспензию. Замена любого из них требует полной проверки работоспособности в грязи.

Заключение

PAC против CMC — это решение по степени применения, а не соревнование между двумя именами. Начните с принятия решения о том, нуждается ли буровой раствор в первую очередь в контроле фильтрации или ему также требуется повышенная вязкость. Сравните эквивалентные кандидаты LV или HV, используя одну и ту же базовую жидкость и процедуру испытаний. Затем оцените соленость, старение, консистенцию коммерческой партии и стоимость эффективной дозировки.

Запросите сравнение на основе приложений: Отправьте Unionchem состав базовой жидкости, химический состав воды, текущие и целевые результаты фильтрации, требования к реологии, условия старения и предполагаемый объем закупки. Эти детали обеспечивают прочную основу для проверки марок PAC и CMC перед коммерческим заказом.