In ambienti di perforazione di petrolio, gli additivi per fluidi di perforazione sono comunemente utilizzati CMC HV (carbosimetilcellulosa ad alta viscosità) e PAC HV (cellulosa polianionica ad alta viscosità),e ciascuno mostra differenze significative nelle prestazioni e nelle applicazioniLa seguente analisi paragona i vantaggi e gli svantaggi dei due modelli da diverse dimensioni:

1Struttura chimica e proprietà di base

CMC HV

Esso è ottenuto per carbosimetilazione della cellulosa e appartiene alla cellulosa anionica.ma il grado di sostituzione è relativamente basso (di solito ≤ 0.8), con conseguente stabilità limitata in ambienti ad alta temperatura e ad alto contenuto di sali.

Vantaggi: basso costo, effetto di miglioramento della viscosità stabile in acqua dolce o ambiente a basso contenuto di sale, e può controllare efficacemente la perdita di filtrazione per formare una torta di fango sottile e resistente.

Svantaggi: scarsa resistenza alle temperature (di solito ≤ 150°C), tendenza al calo della viscosità e maggiore perdita di filtrazione in condizioni di alto contenuto di sale (come la salamoia satura) o ad alte temperature.

PAC HV

è un derivato polianionico della cellulosa con un elevato grado di sostituzione (≥ 0,8) e distribuzione uniforme.che migliora significativamente la resistenza al sale e la resistenza alle alte temperature.

Vantaggi: può mantenere una viscosità stabile e prestazioni di riduzione delle perdite di fluidi in ambienti ad alta temperatura (fino a 180°C o superiore) e ad alto contenuto di sale (compresa la salamoia satura),e è particolarmente adatto a formazioni complesse (come strati di gesso di scisto e sale).

Svantaggi: il costo di produzione è elevato e la reologia può essere difficile da controllare a causa dell'eccessivo aumento della viscosità negli ambienti di acqua dolce.

2. Confronto delle prestazioni dei fluidi di perforazione

2.1Aumento della viscosità e controllo della reologia

CMC HV

Vantaggi: ha un effetto significativo di aumento della viscosità nell'acqua dolce o nel fango in fase solida bassa, può sospendere efficacemente i tagli di trivellazione e ha una bassa forza di taglio iniziale,che favorisce lo scarico di gas e particelle in fase solida.

Svantaggi: in condizioni di alto sale o di alta temperatura, la viscosità si distrugge facilmente e deve essere ricostituita frequentemente per mantenere le prestazioni.

PAC HV

Vantaggi: può mantenere un'elevata viscosità in ambienti ad alta salinità e ad alta temperatura e la sua reologia è controllabile.Può inibire la dispersione e l'espansione di argilla e scisto e stabilizzare il pozzo.

Svantaggi: in ambienti di acqua dolce, la pressione della pompa può aumentare a causa di un eccessivo aumento della viscosità e la quantità di aggiunta deve essere controllata con precisione.

2.2Performance di riduzione delle perdite di fluidi

CMC HV

Vantaggi: può ridurre efficacemente la perdita di liquido in condizioni normali e formare una torta di fango densa.

Svantaggi: in ambienti ad alta salinità o ad alta temperatura, la qualità della torta di fango diminuisce e la perdita di liquidi aumenta.

PAC HV

Vantaggi: ha una forte resistenza al sale e può mantenere una bassa perdita di liquidi in acqua salata satura o liquame di acqua di mare.

Svantaggi: è costoso quando viene utilizzato da solo e le sue prestazioni possono diminuire a temperature estremamente elevate (come > 200 ° C).

2.3Resistenza al taglio e resistenza alla temperatura

CMC HV

Vantaggi: prestazioni stabili in condizioni di taglio a bassa velocità, adatte alle operazioni di perforazione convenzionali.

Svantaggi: la viscosità si degrada facilmente in caso di taglio ad alta velocità (come per la perforazione di pozzi profondi con turbine) o ad alta temperatura (> 150°C), che richiede una manutenzione frequente.

PAC HV

Vantaggi: forte resistenza al taglio, la viscosità può essere mantenuta anche con elevati tassi di taglio e un'eccellente resistenza alle temperature (fino a 180°C), adatta per pozzi profondi e ultra profondi.

Svantaggi: la decomposizione termica può verificarsi a temperature ultra elevate (come > 200°C) e sono necessari polimeri resistenti alle alte temperature.

3- Scenari di applicazione ed efficienza economica

CMC HV

Scenari applicabili: sistemi di fango ad acqua dolce o a bassa salinità, pozzi medi e poco profondi, formazioni non ad alta temperatura (come < 120°C) e progetti con budget limitati.

Efficienza economica: basso costo, ma è necessario un rifornimento frequente e il costo complessivo può aumentare con l'uso a lungo termine.

PAC HV

Scenari applicabili: formazioni ad alta temperatura e ad alto contenuto di sale (come pozzi profondi, strati di gesso-sale), pozzi di gas di scisto, fango di acqua di mare e requisiti complessi di stabilità del pozzo.

Efficienza economica: il prezzo unitario è elevato, ma il dosaggio è piccolo, le prestazioni sono stabili e il costo complessivo a lungo termine è migliore.

4Protezione dell'ambiente e compatibilità

CMC HV

Protezione dell'ambiente: non tossico, buona biodegradabilità, ma l'uso su larga scala può aumentare il contenuto di solidi nel fango.

Compatibilità: compatibile con la maggior parte degli additivi di fango a base d'acqua, ma facile da flocculare in ambienti ad alto contenuto di ioni di calcio e magnesio.

PAC HV

Protezione dell'ambiente: soddisfa le norme ambientali internazionali, non contiene residui nocivi ed è adatto a zone ambientalmente sensibili.

Compatibilità: ha una buona compatibilità con sali, polimeri e tensioattivi, particolarmente stabile nei sistemi ad alto contenuto di sali.

Riassunto

CMC HV: i vantaggi sono bassi costi e un buon effetto di miglioramento della viscosità dell'acqua dolce; gli svantaggi sono scarsa stabilità ad alta temperatura e alto contenuto di sale,ed è adatto per la perforazione convenzionale.

PAC HV: i vantaggi includono resistenza al sale, resistenza alle alte temperature e eccellenti prestazioni di riduzione delle perdite di fluidi; gli svantaggi includono il costo elevato e l'idoneità per formazioni complesse.

In applicazioni reali è necessaria una selezione completa in base alle condizioni di formazione (temperatura, salinità, litologia), profondità del pozzo e budget:CMC HV è preferito per i pozzi convenzionali per controllare i costi; PAC HV è una soluzione migliore per pozzi ad alta temperatura e con alto contenuto di sale e pozzi di gas di scisto, che possono migliorare significativamente l'efficienza operativa e la stabilità del pozzo.