PAC vo vrtných kvapalinách na báze vody: Ako vybrať PAC-LV a PAC-HV na kontrolu straty kvapaliny

Polyaniónová celulóza (PAC) je polymér odvodený od celulózy používaný vo vrtných kvapalinách na báze vody, ktorý pomáha kontrolovať filtráciu a zlepšuje kvalitu filtračného koláča. V závislosti od kvality môže tiež podstatne prispieť k viskozite kvapaliny. Centrálnym rozhodnutím o nákupe teda nie je len to, či vrtná kvapalina potrebuje PAC. Ide o to , ktorá trieda PAC poskytuje požadovanú kontrolu straty tekutín bez vytvárania nežiaducich reologických problémov alebo problémov s miešaním.

Pre mnohé systémy je PAC-LV východiskovým bodom, keď je potrebná kontrola straty tekutín s obmedzeným zvýšením viskozity. PAC-HV môže byť vhodnejší, keď formulácia tiež potrebuje silnejší príspevok k viskozite. Ani jedno označenie nezaručuje výkon v konkrétnom bahne: chémia základných tekutín, obsah pevných látok, slanosť, vystavenie teplote a testovacie metódy dodávateľa, to všetko ovplyvňuje výsledok.

Terminológia: V tomto článku PAC znamená polyaniónová celulóza . Nemyslí sa tým polyalumíniumchlorid, ktorý sa v iných odvetviach tiež označuje skratkou 'PAC'.

Sprievodca rýchlym výberom

Toto sú pokyny na skríning, nie zameniteľné špecifikácie produktu . Typy PAC-LV a PAC-HV sa môžu medzi dodávateľmi líšiť. Pred ošetrením dvoch produktov s rovnakým označením ako ekvivalentov porovnajte skutočné testovacie údaje podľa spoločného postupu.

Čo robí PAC v bahne na báze vody?

Počas vŕtania môže tlak vtlačiť kvapalnú fázu bahna do priepustnej formácie. Tuhé látky a polyméry, ktoré po nich zostali, tvoria filtračný koláč na stene vrtu. Účinná kontrola straty tekutín má za cieľ obmedziť inváziu filtrátu a zároveň vytvoriť filtračný koláč kompatibilný s prevádzkou.

PAC pomáha modifikáciou tekutej fázy a prispieva k tvorbe filtračného koláča. Jeho hodnota by sa mala posudzovať prostredníctvom niekoľkých súvisiacich výsledkov:

• Objem filtrátu: Koľko kvapaliny prejde testovacím médiom za definovaných podmienok?

• Kvalita filtračného koláča: Je koláč primerane tenký, konzistentný a vhodný pre systém?

• Reológia: Ako PAC ovplyvňuje plastickú viskozitu, medzu klzu, pevnosť gélu a správanie pri nízkom šmyku?

• Účinnosť miešania: Disperguje a hydratuje spoľahlivo s dostupným vybavením?

• Kompatibilita: Funguje spolu so systémovými soľami, hlinkou, škrobom, xantánovou gumou, lubrikantmi a inými prísadami?

Produkt, ktorý produkuje nízky výsledok filtrátu v jednoduchej laboratórnej suspenzii, nemusí byť najlepšou voľbou, ak vytvára nadmernú viskozitu alebo zle hydratuje v poľnom bahne. Užitočným benchmarkom je výkon v zamýšľanom kvapalinovom systéme , nie najnižšie izolované číslo straty kvapaliny.

PAC-LV vs PAC-HV: Aký je praktický rozdiel?

Štítky 'LV' a 'HV' popisujú zamýšľaný príspevok k viskozite triedy: nízka viskozita a vysoká viskozita . Oba typy môžu prispievať k riadeniu filtrácie, ale dávajú formulátorom rôzne spôsoby, ako vyrovnať straty tekutín a reológiu.

Zvoľte PAC-LV, keď je už viskozita primeraná

Ak má bahno prijateľnú reológiu, ale stratí príliš veľa filtrátu, PAC-LV je logickým kandidátom. Cieľom je zlepšiť filtračné správanie bez zbytočného zvýšenia cirkulačnej viskozity.

Tento rozdiel je dôležitý v systémoch, kde by pridanie väčšieho množstva polyméru mohlo skomplikovať čerpanie, zmeniť správanie pri transporte pevných látok alebo vyžadovať ďalšie úpravy zloženia. 'Nízka viskozita' však neznamená 'žiadny reologický efekt.' Zmerajte zmenu v úplnom bahne.

Preverte PAC-HV, keď prípravok potrebuje obe funkcie

PAC-HV môže byť užitočný, keď kvapalina potrebuje kontrolu filtrácie a dodatočný príspevok k viskozite. V závislosti od systému môže znížiť potrebu získať tieto funkcie zo samostatných prísad.

Kompromisom je, že trieda vybraná pre svoju silnú viskozitnú odozvu môže presiahnuť reologický cieľ. Pred výberom skontrolujte nielen objem filtrátu, ale aj profil plného prietoku vrtnej kvapaliny pred a po starnutí.

Nenahrádzajte na základe kilogramu za kilogram

Výmena PAC-LV za PAC-HV – alebo zmena dodávateľa v rámci ktorejkoľvek kategórie – by mala spustiť novú skúšku zloženia. Zodpovedajúca etiketa nezabezpečuje zodpovedajúce správanie polyméru a podobné výsledky pri jednej dávke nezaručujú podobné výsledky po vystavení slanosti alebo teplote.

Podmienky, ktoré menia výkon PAC

Slaná a make-upová voda

Voda použitá na prípravu vrtného výplachu môže podstatne ovplyvniť výkon aditíva. Výsledok získaný v sladkej vode by sa nemal automaticky aplikovať na morskú vodu alebo koncentrovanú soľanku.

Pri skríningu PAC na fyziologický systém pripravte skúšky s použitím reprezentatívnych koncentrácií vody a soli . Zaznamenajte, kedy sa pridali soli vzhľadom na PAC; poradie pridávania môže ovplyvniť disperziu a hydratáciu.

Teplotná expozícia

Vŕtací výplach môže mať podmienky, ktoré sa výrazne líšia od testu na skúšobnej stolici pri izbovej teplote. Ak je dôležitá tepelná expozícia, porovnajte vzorky pred a po postupe starnutia vhodnej pre daný projekt.

Uveďte teplotu starnutia, trvanie, zloženie kvapaliny a postup testovania. Vyhlásenie, že PAC je 'teplotne stabilný', nie je užitočné bez podmienok, za ktorých sa dospelo k tomuto záveru.

Nakladanie pevných látok

Reaktívna hlina, vyvŕtané pevné látky, závažie a iné suspendované častice ovplyvňujú filtráciu aj reológiu. Otestujte PAC v reprezentatívnom systéme pevných látok, namiesto toho, aby ste predpokladali, že výsledky z čistého roztoku polyméru sa prenesú do pracovného bahna.

Aditívne interakcie

PAC sa bežne hodnotí spolu s ďalšími prísadami do bahna na vodnej báze. Ich kombinované účinky nie sú vždy súčtom ich samostatných účinkov. Ak formulácia obsahuje xantánovú gumu, škrob, CMC alebo iné polyméry, vykonajte kombinované testy pri zamýšľaných koncentráciách a postupnosti miešania.

Ako by mal kupujúci porovnávať dodávateľov PAC?

Porovnanie dodávateľov by malo začať spoločným testovacím plánom . V opačnom prípade sa môžu dva dátové listy javiť ako porovnateľné pri použití rôznych zložení vody, dávok, časov miešania, postupov starnutia alebo filtračných testov.

Pre každú kandidátsku triedu si vyžiadajte nasledujúce informácie:

Ak je to relevantné, kupujúci sa môžu dodávateľov opýtať, ako ich testovací program súvisí so špecifikáciami API 13A a metódami používanými na testovanie vrtných kvapalín na báze vody, ako sú tie, ktoré sú opísané v odporúčanej praxi API 13B-1 . Tieto odkazy by sa mali používať presne: testovanie produktu pomocou metódy súvisiacej s API nie je to isté ako tvrdenie, že spoločnosť alebo produkt je 'certifikovaný pre API.'

Ak je označenie API zmluvnou požiadavkou, špecifikujte príslušné vydanie, stupeň, testovacie kritériá a dôkazy požadované v nákupnej dokumentácii.

Praktický plán bench-testov pre PAC-LV a PAC-HV

Kontrolované porovnanie nemusí začínať zložitým programom formulácií. Potrebuje izolovať rozhodnutia, na ktorých záleží.

Krok 1: Stanovte referenčnú hodnotu základnej tekutiny

Pripravte zamýšľané blato bez kandidáta PAC. Zaznamenajte jeho zloženie, postup miešania, počiatočnú reológiu, výsledok filtrátu a pozorovania filtračného koláča.

Krok 2: Otestujte kandidátne stupne v zodpovedajúcich dávkach

Preverte PAC-LV a PAC-HV v rovnakých zvolených koncentračných bodoch . Použite rovnakú make-up vodu, poradie pridávania, strihový vstup a čas hydratácie. To odhaľuje rôzne reologické príspevky jasnejšie ako testovanie každého produktu podľa postupu zvoleného dodávateľom.

Krok 3: Vyhodnoťte úplný profil výkonnosti

Pre každú vzorku zdokumentujte:

• výsledok filtrácie;

• vzhľad a hrúbka filtračného koláča, ak sa meria;

• reológia pri definovanej testovacej teplote;

• pozorovania rozptylu alebo hrudkovania;

• akúkoľvek zmenu po špecifikovanom postupe starnutia.

Krok 4: Optimalizujte pre skutočný prevádzkový cieľ

Akonáhle je stupeň sľubný, upravte jeho dávkovanie. Víťazný materiál nemusí byť nevyhnutne ten s najnižším výsledkom filtrátu pri najvyššej koncentrácii. Je to ten, ktorý spĺňa požiadavky na filtráciu, pričom zvyšok bahna udržiava vo svojom prevádzkovom okne.

Krok 5: Potvrďte konzistenciu komerčnej šarže

Skôr než sa spoľahnete na jednu schválenú vzorku pre opakujúcu sa dodávku, dohodnite sa na špecifikáciách uvoľnenia, testovacích metódach, identifikácii šarže a postupe pri manipulácii so zásielkou mimo trendu.

Riešenie bežných problémov PAC

Nereagujte automaticky na každý zlý výsledok filtrácie pridaním ďalšieho PAC. Najprv si overte, či problém spočíva v koncentrácii polyméru, kontrole pevných látok, chémii vody, miešaní, starnutí alebo samotnom testovacom postupe.

PAC, CMC a xantánová guma: Sú vzájomne zameniteľné?

Nie – nie bez testovania.

PAC a CMC sú príbuzné materiály odvodené od celulózy, ale komerčné triedy sa môžu líšiť v substitúcii, viskozitnom správaní a aplikačnom výkone. Kupujúci by si mal porovnať svoje skutočné výsledky vrtnej kvapaliny , nie predpokladať, že ktorýkoľvek názov zaručuje určitú úroveň tolerancie soli alebo kontroly filtrácie.

Xantánová guma sa často vyberá vtedy, keď sú stredobodom záujmu reológia a suspenzia s nízkym strihom. PAC sa bežne vyberá na kontrolu filtrácie, pričom jeho príspevok k viskozite závisí od kvality. Môžu sa použiť spolu v bahne na vodnej báze, ale kombinácia by sa mala posúdiť z hľadiska filtrácie aj reológie.

Ak je problémom predovšetkým nadmerný filtrát s inak prijateľnou viskozitou, začnite skríningom možnosti kontroly straty tekutín, ako je PAC-LV. Ak sú tiež nedostatočné vlastnosti suspenzie a nízkeho strihu, radšej preskúmajte celý balík aditív , než očakávate, že každú požiadavku vyrieši jeden polymér.

Kontrolný zoznam kupujúceho

Pred zadaním obchodnej objednávky PAC písomne ​​potvrďte tieto body:

1. Je ponúkaný produkt polyaniónová celulóza a je označený ako PAC-LV alebo PAC-HV?

2. Ktoré testovacie metódy a verzie sa používajú pre špecifikáciu a aplikačné údaje?

3. Aké zloženie vody a dávka PAC sa použili na generovanie uvedených výsledkov?

4. Aké sú namerané účinky na filtráciu a reológiu?

5. Bola trieda testovaná v zamýšľanom fyziologickom roztoku, s obsahom ílu alebo v váženom systéme?

6. Sú tvrdenia súvisiace s teplotou podložené uvedeným postupom starnutia?

7. Môže dodávateľ poskytnúť COA špecifické pre šaržu ?, TDS a KBÚ

8. Ako sú komerčné šarže vysledované k schválenej vzorke a špecifikácii uvoľnenia?

9. Aké podmienky balenia a skladovania sa odporúčajú?

10. Aké sú potvrdené MOQ, dodacia lehota, Incoterm a proces vybavovania sťažností pre uvedenú objednávku?

Často kladené otázky

Čo znamená PAC vo vrtných kvapalinách?

PAC znamená polyaniónovú celulózu . Používa sa vo vrtných kvapalinách na báze vody predovšetkým na kontrolu filtrácie a v závislosti od kvality aj na príspevok k viskozite. Nemal by sa zamieňať s polyalumíniumchloridom , ktorý má rovnakú skratku v iných odvetviach.

Je PAC-LV lepší ako PAC-HV na kontrolu straty tekutín?

Ani jedno nie je všeobecne lepšie. PAC-LV sa často preosieva, keď bahno potrebuje kontrolu filtrácie bez veľkého dodatočného príspevku k viskozite. PAC-HV môže byť užitočný, keď je žiadúce riadenie filtrácie aj zvýšená viskozita. Porovnajte ich v zodpovedajúcich dávkach v skutočnom kvapalinovom systéme.

Môže sa PAC použiť v slaných vrtných kvapalinách?

PAC sa môže hodnotiť pre soľné systémy, ale vhodnosť závisí od konkrétneho stupňa, zloženia a koncentrácie soli a kompletnej formulácie bahna . Požadujte testovacie údaje pripravené s reprezentatívnou vodou a nespoliehajte sa na výsledky zo sladkej vody.

Je výsledok testu API rovnaký ako certifikácia API?

Nie. Dodávateľ môže oznámiť výsledky získané použitím testovacej metódy s odkazom na API bez toho, aby toto vyhlásenie predstavovalo certifikáciu. Ak kúpna zmluva vyžaduje súlad s konkrétnou špecifikáciou API, identifikujte príslušné požiadavky a dôkazy, ktoré musí dodávateľ poskytnúť.

Môže PAC nahradiť xantánovú gumu?

Nie automaticky. PAC a xantánová guma sa často vyberajú pre rôzne primárne funkcie vo vrtných kvapalinách. Výmena jedného za druhý si vyžaduje nové posúdenie filtrácie, reológie, suspenzie a manipulácie v teréne.

Čo by sa malo otestovať pred schválením nového dodávateľa PAC?

Minimálne porovnajte kandidátske materiály s použitím rovnakej základnej kvapaliny, dávkovacích bodov, metódy miešania, filtračného testu a reologického postupu. Pridajte testy slanosti a starnutia, keď na týchto podmienkach záleží na projekte, a potom potvrďte, že dodávateľ môže reprodukovať schválenú špecifikáciu v komerčných sériách.

Záver

Najúčinnejší spôsob, ako kúpiť PAC, je najskôr definovať problém s vrtnou kvapalinou . Ak systém potrebuje lepšiu kontrolu filtrácie, ale už má dostatočnú viskozitu, PAC-LV je logickým kandidátom. Ak potrebuje kontrolu filtrácie aj vyššiu viskozitu, PAC-HV si možno zaslúži skúšku. Konečný výber musí byť podporený porovnateľnými testami v zamýšľanom bahne a špecifikáciou dodávateľa, ktorú je možné dodržať pri komerčných zásielkach.

Pre odporúčanie alebo cenovú ponuku poskytnite Unionchemu zloženie základnej kvapaliny, výsledok cieľového filtrátu, aktuálnu reológiu, salinitu, očakávanú teplotnú expozíciu a odhadovaný objem nákupu . Tieto informácie umožňujú hodnotiť PAC-LV a PAC-HV v porovnaní s aplikáciou, a nie výber podľa samotného názvu produktu.