W środowiskach wiercenia ropy naftowej,CMC HV (celuloza karboksymetylowa o wysokiej lepkości)a takżePAC HV (celuloza polijonionowa o wysokiej lepkości)są powszechnie stosowanymi dodatkami do płynów wiertniczych, z których każdy wykazuje znaczące różnice w wydajności i zastosowaniu.Poniżej porównuje się zalety i wady obu z wielu wymiarów:

1Struktura chemiczna i podstawowe właściwości

CMC HV

Jest wytwarzany przez karboksymetylację celulozy i należy do celulozy anionowej.ale stopień substytucji jest stosunkowo niski (zwykle ≤ 0.8), co powoduje ograniczoną stabilność w środowiskach o wysokiej temperaturze i wysokiej soli.

Zalety: niskie koszty, stabilny efekt zwiększania lepkości w środowisku słodkiej wody lub niskiej soli i może skutecznie kontrolować utratę filtracji, tworząc ciasto błotowe cienkie i twarde.

Wady: słaba odporność na temperatury (zwykle ≤ 150°C), podatność na spadek lepkości i zwiększona utrata filtracji w warunkach wysokiej soli (np. nasyconej solanki) lub wysokiej temperatury.

PAC HV

jest pochodnym polijonionowym celulozy o wysokim stopniu substytucji (≥0,8) i równomiernym rozmieszczeniu. Ma dużą liczbę ujemnie naładowanych grup funkcjonalnych w łańcuchu molekularnym,który znacząco poprawia odporność na sól i wysoką odporność na temperaturę.

Zalety: może utrzymywać stabilną lepkość i redukcję strat płynu w warunkach wysokiej temperatury (do 180°C lub powyżej) i wysokiej soli (w tym nasyconej solanki),i jest szczególnie odpowiedni do skomplikowanych formacji (takich jak warstwy gipsu łupkowego i solnego).

Wady: Koszty produkcji są wysokie, a reologię może być trudno kontrolować ze względu na nadmierne zwiększenie lepkości w środowiskach słodkowodnych.

2Porównanie wydajności płynu wiertniczego

2.1Zwiększenie lepkości i kontrola reologii

CMC HV

Zalety: ma znaczący wpływ na zwiększenie lepkości w wodzie słodkiej lub błocie o niskiej fazie stałej, może skutecznie zawiesić odcięcia wiertnicze i ma niską początkową siłę cięcia,który sprzyja wyładowaniu cząstek gazowych i stałych.

Wady: W warunkach wysokiej soli lub wysokiej temperatury lepkość łatwo się niszczy i musi być często uzupełniana, aby utrzymać wydajność.

PAC HV

Zalety: może utrzymywać wysoką lepkość w środowiskach o wysokiej zawartości soli i wysokiej temperaturze, a jego reologia jest kontrolowana.Może hamować rozproszenie i rozszerzenie gliny i łupków i stabilizować odwiert.

Wady: W środowiskach słodkiej wody ciśnienie pompy może wzrosnąć z powodu nadmiernego wzrostu lepkości, a ilość dodania musi być precyzyjnie kontrolowana.

2.2Wydajność redukcji strat płynu

CMC HV

Zalety: W normalnych warunkach może skutecznie zmniejszać utratę płynu i tworzyć gęste ciasto błotowe.

Wady: W środowiskach o wysokiej zawartości soli lub wysokiej temperaturze jakość ciasta błotowego maleje, a utrata płynu wzrasta.

PAC HV

Zalety: ma silną odporność na sól i nadal może utrzymywać niską stratę płynu w nasyconej soli słonej lub slurry wody morskiej.

Wady: Jest kosztowny w pojedynczym zastosowaniu, a jego wydajność może zmniejszać się w ekstremalnie wysokich temperaturach (np. > 200 °C).

2.3Odporność na cięcie i odporność na temperaturę

CMC HV

Zalety: stabilna wydajność w warunkach niskich prędkości cięcia, nadająca się do tradycyjnych operacji wiercenia.

Wady: lepkość łatwo ulega degradacji w przypadku szybkiego cięcia (np. wiertnictwa turbiny wiertniczej) lub wysokiej temperatury (> 150°C), wymagając częstej konserwacji.

PAC HV

Zalety: silna odporność na obcięcie, trwałość może być utrzymywana przy wysokich częstotliwościach obcięcia oraz doskonała odporność na temperaturę (do 180°C), nadająca się do głębokich i ultragłębokich studni.

Wady: rozkład termiczny może nastąpić w warunkach o bardzo wysokich temperaturach (np. > 200°C), a wymagane są polimery odporne na wysokie temperatury.

3Scenariusze zastosowań i efektywność ekonomiczna

CMC HV

Stosowne scenariusze: systemy błotowe słodkowodne lub o niskiej zawartości soli, średnie i płytkie studnie, formacje o niewysokich temperaturach (np. < 120°C) oraz projekty o ograniczonych budżetach.

Efektywność ekonomiczna: niskie koszty, ale częste uzupełnianie jest wymagane, a całkowity koszt może wzrosnąć wraz z długotrwałym użyciem.

PAC HV

Stosowne scenariusze: formacje o wysokiej temperaturze i wysokiej zawartości soli (takie jak głębokie studnie, warstwy soli i gipsu), studnie gazu łupkowego, błoto wody morskiej i złożone wymagania dotyczące stabilności odwiertów.

Efektywność ekonomiczna: cena jednostkowa jest wysoka, ale dawka jest mała, wydajność jest stabilna, a długoterminowy ogólny koszt jest lepszy.

4Ochrona środowiska i zgodność

CMC HV

Ochrona środowiska: nie toksyczne, dobre biodegradowalność, ale duże stosowanie może zwiększyć zawartość materiałów stałych w błocie.

Kompatybilność: kompatybilna z większością dodatków do błota na bazie wody, ale łatwa do floculacji w środowiskach o wysokiej zawartości jonów wapnia i magnezu.

PAC HV

Ochrona środowiska: spełnia międzynarodowe normy środowiskowe, nie zawiera szkodliwych pozostałości i nadaje się do obszarów wrażliwych pod względem środowiskowym.

Kompatybilność: ma dobrą kompatybilność ze sólami, polimerami i czynnikami powierzchniowymi, szczególnie stabilna w systemach o wysokiej zawartości soli.

Podsumowanie

CMC HV: Zaletami są niskie koszty i dobry efekt zwiększania lepkości wody słodkiej; wadami są słaba stabilność w wysokich temperaturach i wysoki poziom soli,i nadaje się do tradycyjnych wierceń.

PAC HV: Zalety obejmują odporność na sól, wysoką odporność na temperaturę i doskonałą wydajność redukcji strat płynu; wady obejmują wysokie koszty i przydatność do złożonych formacji.

W rzeczywistych zastosowaniach wymagany jest kompleksowy wybór w oparciu o warunki formowania (temperatura, zasolenie, litologia), głębokość studni i budżet:CMC HV jest preferowany dla standardowych odwiertów w celu kontroli kosztów; PAC HV jest lepszym rozwiązaniem dla studni o wysokiej temperaturze i wysokiej zawartości soli oraz studni gazu łupkowego, co może znacznie poprawić wydajność eksploatacyjną i stabilność odwiertów.