Rozdiely a princípyPAC (polyaniónová celulóza)aCMC (sodná soľ karboxymetylcelulózy)vAplikácie na vŕtanie oleja
I. Rozdiely vMolekulárna štruktúra a princípy
1. CMC (Sodium Carboxymethyl Cellulose): Surovina: bavlna linters/drevná celulóza, modifikovaná éterifikáciou kyselinou chlóroctovou:
Stupeň substitúcie (DS): Všeobecne 0,6–0,8, nerovnomerné rozloženie skupín substituentov.
Málo hydrofilných karboxymetylových skupín na molekulovom reťazci, rozptýlené usporiadanie.
Pri absorpcii vody a adsorpcii ílu sa spolieha výlučne na karboxylové skupiny; rámec odolnosti voči slabej soli a vápniku.
2. PAC (polyaniónová celulóza): Upgradovaný produkt vysoko substituovanej, homogénnej CMC, éterifikovanej pomocou špeciálneho procesu:
DS Väčšie alebo rovné 0,9, niektoré-produkty vyššej kategórie môžu dosiahnuť 1,0 – 1,2.
Aniónové skupiny sú vysoko rovnomerne distribuované pozdĺž dlhého celulózového reťazca.
Silnejšia tuhosť molekulárneho reťazca, silnejší hydratačný film, výrazne zlepšená odolnosť voči iónovým šokom.
V podstate: PAC je rafinovaná, vysoko homogénna, vysoko substituovaná CMC; nie sú to úplne odlišné látky, ale kvalita spracovania je diametrálne odlišná.
II. PorovnanieMechanizmy pôsobenia (systémy vŕtacích tekutín)
1. Mechanizmus na zníženie strát filtráciou
Obidva fungujú na rovnakom princípe: Po rozpustení vo vode sa polymérne reťazce adsorbujú na povrch bentonitu, vrtných rezkov a bridlíc z vrtov, premosťujú častice a stláčajú ich do hustého, tenkého kalového koláča, ktorý bráni kvapalnej fáze preniknúť do formácie.
Rozdiel je v stabilite:
CMC: Pri stretnutí s iónmi vápnika, horčíka alebo sodíka sú karboxylové skupiny ľahko tienené kovovými iónmi, čo spôsobuje zmršťovanie polyméru, čo má za následok hrubší kalový koláč a prudký nárast filtračných strát.
PAC: Pri rovnomernej substitúcii viaceré aniónové miesta súčasne adsorbujú kovové ióny, čím sú menej náchylné na celkové zmršťovanie; bahenný koláč zostáva hustý aj v prostredí s vysokým-soľným a-vápnikom.
2. Zosilnenie viskozity a mechanizmus na prenášanie pohonnej látky
Hydratácia polyméru rozširuje molekulárne reťazce, zvyšuje viskozitu a dynamickú šmykovú silu kvapalnej fázy, čím pozastavuje vŕtanie.
Molekuly PAC-HV majú vyššiu rozťažnosť, výsledkom čoho je viskozita ďaleko prevyšujúca viskozitu bežnej CMC pri rovnakej dávke; Molekuly PAC-LV prechádzajú modifikáciou-riadenou viskozitou, čím sa takmer úplne znižuje strata vody a minimalizuje sa zahusťovanie.
Bežné CMC vykazujú veľké výkyvy viskozity, pričom viskozita v soľanke rýchlo klesá, čo ľahko vedie k usadzovaniu piesku počas prestávok pri vŕtaní.
3. Mechanizmus inhibície bridlice a zrútenia: Polyméry zapuzdrujú častice ílu, čím bránia molekulám vody vstúpiť do vrstvy bridlicových kryštálov a expandovať.
CMC má tenký povlak, vďaka čomu je náchylný na odlepenie v-prostredí s vysokým obsahom soli.
PAC má silnejšiu rovnomernú aniónovú adsorpciu, čo vedie k pevnejšej poťahovej vrstve a lepšej inhibícii hydratácie a exfoliácie bridlice.
4. Odolnosť voči teplote a biodegradácii:
Molekuly CMC majú vo všeobecnosti nízku stabilitu, pričom výkon výrazne klesá nad 120 stupňov; bahenné baktérie sa ľahko rozložia a znehodnotia.
PAC má pravidelnú molekulárnu štruktúru, ktorá odoláva teplotám až 140-160 stupňov ; odoláva mikrobiálnej erózii a je menej náchylný na poškodenie v hlbokých studniach a pri dlhodobom obehu.
III. Rozdielyv aktuálnych aplikáciách vŕtania
1. PAC-LV (nízka-polyaniónová celulóza)
Vlastnosti: Minimálne zvýšenie viskozity, zamerané na kontrolu filtrácie; odolný voči nasýtenej soľanke, vniknutiu vápnika a morskej vode.
Vhodné pre: vŕtanie na mori, vysoko{0}}soľné formácie,-ťažké bahno s vysokou hustotou, kvapaliny na dokončenie nádrží a podmienky vŕtania vyžadujúce nízku viskozitu a rýchle vŕtanie.
Nevýhody: Slabé zvýšenie viskozity; vyžaduje pridanie xantánovej gumy a bentonitu, keď je suspenzia v bahne slabá.
2. PAC-HV (polyaniónová celulóza s vysokou-viskózou)
Vlastnosti: Vysoká viskozita v kombinácii s redukciou filtrácie, silná piesková-únosnosť.
Vhodné pre: Stredne-hlboké vrty na pevnine, smerové vrty, plytké voľné a ľahko skladacie útvary a vrtné výplachy-na báze vody.
Efektívnosť nákladov-: Menej pridaného zahusťovadla, zjednodušené zloženie.
3. Bežná CMC (trieda pre priemysel/vŕtanie) CMC (chemická molekulárna kontrola)
Výhody: Lacné, postačujúce pre plytké sladkovodné studne
Nevýhody: Slanosť drasticky klesá s vysokým výkonom; rýchle zlyhanie-vysokej teploty; náchylné na fermentáciu, krátka doba skladovania bahna; nestabilná kvalita mud cake, náchylná na hrubnutie, vysoký trecí odpor
Vhodné pre: plytké sladkovodné studne, vrty na farme, nízko{0}}nákladové plytké prieskumné vrty; vo všeobecnosti vhodné pre pobrežné, hlboké a vysoko{1}}slané vrty
IV. Jednoduché zhrnutie výberu
Pobrežné, zámorské projekty, soľné vrty, hlboké vrty, smerové vrty → PAC je nevyhnutný
Plytké sladkovodné studne na pobreží, obmedzený rozpočet → CMC možno použiť na zníženie nákladov
Pre nízku viskozitu bahna a kontrolu straty vody → PAC-LV
Na zvýšenie viskozity, vrátane piesku, pri kontrole straty vody → PAC-HV
