Razlike i načelaPAC (polianionska celuloza)iCMC (natrijeva karboksimetil celuloza)uPrimjene za bušenje nafte
I. Razlike uMolekularna struktura i principi
1. CMC (natrijeva karboksimetil celuloza): Sirovina: pamučni linter/drvena celuloza, modificirana eterifikacijom s klorooctenom kiselinom:
Stupanj supstitucije (DS): općenito 0,6–0,8, nejednaka raspodjela supstituentskih skupina.
Malo hidrofilnih karboksimetilnih skupina u molekularnom lancu, raspršen raspored.
Oslanja se isključivo na karboksilne skupine za upijanje vode i adsorpciju gline; slab okvir otpornosti na sol i kalcij.
2. PAC (polianionska celuloza): unaprijeđeni proizvod visoko supstituiranog, homogenog CMC-a, eterificiranog posebnim postupkom:
DS Veći ili jednak 0,9, neki-proizvodi vrhunske kvalitete mogu doseći 1,0–1,2.
Anionske skupine su vrlo ravnomjerno raspoređene duž dugog celuloznog lanca.
Jača krutost molekularnog lanca, deblji hidratacijski film, značajno poboljšana otpornost na ionski udar.
U osnovi: PAC je pročišćeni, visoko homogeni, visoko supstituirani CMC; nisu potpuno različite tvari, ali je kvaliteta obrade znatno drugačija.
II. Usporedba odMehanizmi djelovanja (sustavi fluida za bušenje)
1. Mehanizam za smanjenje gubitka filtracije
Oba djeluju na istom principu: nakon otapanja u vodi, polimerni lanci adsorbiraju se na površini bentonita, krhotina iz bušotine i škriljca iz bušotine, premošćujući čestice i sabijajući ih kako bi formirali gusti, tanki kolač od isplake, sprječavajući tekuću fazu da prodre u formaciju.
Razlika je u stabilnosti:
CMC: Kada se susretnu s ionima kalcija, magnezija ili natrija, karboksilne skupine se lako štite metalnim ionima, uzrokujući skupljanje polimera, što rezultira debljim slojem blata i povećanjem gubitka filtracije.
PAC: s ravnomjernom supstitucijom, više anionskih mjesta istovremeno adsorbira metalne ione, čineći ga manje sklonim ukupnom skupljanju; kolač od blata ostaje gust čak i u okruženjima s-soli, visokim-kalcijem.
2. Povećanje viskoznosti i mehanizam za nošenje pogonskog goriva
Hidratacija polimera proširuje molekularne lance, povećavajući viskoznost i dinamičku silu smicanja tekuće faze, suspendirajući krhotine iz bušenja.
Molekule PAC-HV imaju veću rastezljivost, što rezultira viskoznošću koja daleko premašuje onu običnog CMC-a pri istoj dozi; Molekule PAC-LV prolaze modifikaciju-kontrolirane viskoznosti, gotovo u potpunosti smanjujući gubitak vode i minimalizirajući zgušnjavanje.
Obični CMC pokazuje velike fluktuacije viskoznosti, pri čemu viskoznost brzo opada u slanoj vodi, što lako dovodi do taloženja pijeska tijekom prekida bušenja.
3. Inhibicija škriljca i mehanizam za sprječavanje kolapsa: Polimeri inkapsuliraju čestice gline, sprječavajući molekule vode da uđu u sloj kristala škriljca i šire se.
CMC ima tanku prevlaku, što ga čini sklonim odvajanju u okruženjima s-soli.
PAC ima jaču ujednačenu anionsku adsorpciju, što rezultira robusnijim slojem premaza i boljom inhibicijom hidratacije škriljevca i eksfolijacije.
4. Otpornost na temperaturu i biorazgradnju:
CMC molekule općenito imaju nisku stabilnost, s performansama koje se značajno smanjuju iznad 120 stupnjeva; lako ih razgrađuju i čine nedjelotvornima bakterije blata.
PAC ima pravilnu molekularnu strukturu, podnosi temperature do 140-160 stupnjeva; otporan je na mikrobnu eroziju i manje je sklon propadanju u dubokim bunarima i dugotrajnoj cirkulaciji.
III. razlikeu stvarnim primjenama bušenja
1. PAC-LV (nisko{2}}polianionska celuloza)
Značajke: minimalno povećanje viskoznosti, usmjereno na kontrolu filtracije; otporan na zasićenu slanu vodu, intruziju kalcija i morsku vodu.
Prikladno za: bušenje na moru, formacije visoke-soli, teški mulj visoke{1}}gustoće, tekućine za dovršavanje ležišta i uvjete bušenja koji zahtijevaju nisku viskoznost i brzo bušenje.
Nedostaci: Slabo povećanje viskoznosti; zahtijeva dodavanje ksantanske gume i bentonita kada je suspenzija isplake loša.
2. PAC-HV (polianionska celuloza visoke-viskoznosti)
Značajke: Visoka viskoznost, u kombinaciji sa smanjenjem filtracije, snažna nosivost-pijeska.
Prikladno za: srednje{0}}duboke kopnene bušotine, usmjerene bušotine, plitke labave i lako sklopive formacije i tekućine za bušenje na bazi vode-.
Isplativost-: Manje dodanog zgušnjivača, pojednostavljena formulacija.
3. Obični CMC (Industrial/Drilling Grade) CMC (Chemical Molecular Control)
Prednosti: Jeftin, dovoljan za plitke slatkovodne bunare
Nedostaci: Salinitet drastično pada s visokim učinkom; brzi kvar na-visokoj temperaturi; sklon fermentaciji, kratkom razdoblju skladištenja blata; nestabilna kvaliteta blatnog kolača, sklona zgušnjavanju, visoka otpornost na trenje
Prikladno za: plitke slatkovodne bušotine, bušenje poljoprivrednog zemljišta, jeftine-plitke istražne bušotine; općenito prikladno za pučinske, duboke i bušotine visokog-saliniteta
IV. Jednostavan sažetak odabira
Priobalni, prekomorski projekti, bušotine sa slanom vodom, duboke bušotine, usmjerene bušotine → PAC je neophodan
Plitki kopneni izvori slatke vode, ograničen proračun → CMC se može koristiti za smanjenje troškova
Za nisku viskoznost isplake i kontrolu gubitka vode → PAC-LV
Za povećanje viskoznosti, uključujući pijesak, uz kontrolu gubitka vode → PAC-HV
