수성 시추 유체에서의 PAC-LV vs PAC-HV vs 공업용 CMC

점도를 높이지 않고 여과 손실을 줄여야 할 때는 PAC-LV를 사용하십시오. 일반적으로 이미 유변 특성이 높은 가중 이수나 고고형분 이수에 해당합니다. 여과 손실 제어와 함께 점도와 커팅스 운반 능력이 필요할 때는 PAC-HV를 사용하십시오. 일반적으로 저고형분 폴리머 이수에 해당합니다. 공업용 CMC는 담수 시스템에서 같은 두 가지 역할을 더 낮은 비용으로 수행하지만 염도와 경도가 높아질수록 효율이 더 빨리 떨어지며, 바로 이 지점에서 PAC의 높고 균일한 치환도가 그 가격 값을 합니다.

같은 주쇄, 다른 치환

폴리음이온성 셀룰로오스는 동일한 알칼리화·에테르화 경로로 만드는 카르복시메틸셀룰로오스입니다. PAC를 차별화하는 것은 더 엄격한 공정 관리로 달성한 더 높고 균일하게 분포된 치환도입니다. 치환이 균일할수록 염이 폴리머 전하를 차폐할 때 붕괴·회합할 수 있는 비치환 사슬 구간이 적으므로, PAC는 공업용 CMC가 약해지는 염수와 경수에서도 점도와 여과 손실 제어 성능을 유지합니다. Sentai PAC-LV와 PAC-HV는 DS ≥ 0.9로 규정됩니다.

셀룰로오스 폴리머의 여과 손실 제어 원리

시추 유체가 투과성 지층에 밀려들면 고형분이 필터 케이크를 형성하고 여과수가 암석 속으로 들어갑니다. 과도한 여과수는 생산층을 손상시키고 셰일을 수화시키며, 두꺼운 케이크는 토크, 드래그 및 차압 고착 위험을 높입니다. PAC와 CMC는 세 가지 방식으로 여과량을 줄입니다: 벤토나이트와 굴착 고형분 입자에 흡착하여 분산을 개선함으로써 케이크가 더 촘촘하게 쌓이게 하고, 수화된 폴리머 자체가 케이크의 기공을 막으며, 폴리머가 여과액의 점도를 높입니다. 그 결과 얇고 매끄러우며 투과성이 낮은 케이크가 형성됩니다.

여과 손실과 유변 특성의 측정 방법

API RP 13B-1의 수성 유체 현장 시험 개념이 널리 사용됩니다. 저온 API 여과 시험은 상온에서 7.1 in² (45.8 cm²) 여과지에 100 psi (690 kPa)를 30분간 가하여 여과액을 mL로 보고합니다. 고온고압(HTHP) 시험은 고온에서 반면적 셀에 500 psi 차압을 가하므로 수집된 부피를 2배로 합니다.

유변 특성은 직독식 점도계로 600 및 300 rpm에서 판독합니다. 겉보기 점도는 600 rpm 판독값을 2로 나눈 값(mPa·s), 소성 점도는 600 rpm 판독값에서 300 rpm 판독값을 뺀 값, 항복점은 300 rpm 판독값에서 소성 점도를 뺀 값입니다. 중국의 시추 유체 재료 규격 GB/T 5005도 같은 개념을 적용하여 정해진 시험 유체에서 겉보기 점도, 다이얼 판독값 및 여과량을 측정하며, Sentai는 이 표준으로 시추 등급을 규정하고 출하 승인합니다.

Sentai 시추 등급 한눈에 보기

염, 칼슘 및 온도

담수에서는 공업용 CMC와 PAC 모두 잘 작용하며 CMC가 더 저렴합니다. 염화나트륨 농도가 포화(상온에서 약 26 중량%)에 가까워지면 전하 차폐로 폴리머 사슬이 감기게 되어, 공업용 CMC는 점도와 여과 손실 제어 효율을 잃는 반면 PAC는 둘 다 훨씬 더 많이 유지합니다. 그럼에도 Sentai HV-CMC는 포화 염수에서 600 rpm 판독값 30 이상으로 규정되어 있어 일부 염층 구간에서는 비용 절감 옵션이 됩니다.

칼슘과 마그네슘은 사슬 사이의 카르복실레이트기를 가교할 수 있으므로, 2가 이온은 나트륨보다 카르복시메틸 폴리머에 더 큰 영향을 줍니다. 공업용 CMC는 경수 조제수에서나 경석고·시멘트를 시추할 때 응집할 수 있으므로, 이수 시스템이 허용하는 범위에서 칼슘은 소다회로, 마그네슘은 가성소다로 처리하고, 해수·석회·석고 이수에는 PAC를 우선 사용하십시오. 셀룰로오스 폴리머는 노출 시간, pH 및 산소에 따라 일반적으로 공저 온도 약 120–150 °C (250–300 °F)까지 사용되며, 그 이상에서는 보통 합성 여과 손실 저감 폴리머가 필요합니다.

이수 시스템별 선택

셀룰로오스 폴리머의 일반적인 현장 처리량은 1–6 kg/m³ (0.1–0.6 %)로, 약 0.35–2.1 lb/bbl에 해당합니다. 이는 일반적인 범위이며, 최종 농도는 귀사 이수에 대한 파일럿 시험으로 정하십시오.

현장 혼합 팁

• 폴리머가 물을 두고 경쟁하여 점토 수율을 늦추므로, 폴리머를 첨가하기 전에 벤토나이트를 담수에서 사전 수화시키십시오.
• PAC와 CMC는 믹싱 호퍼를 통해 일정하게 투입하십시오. 25 kg 포대 1개에 수 분이 걸려야 하며, 절대 한 번에 쏟아서는 안 됩니다.
• 가능하면 유체에 염을 넣기 전에 폴리머를 수화시키십시오. PAC는 염수에서도 수율을 내지만 전단 시간이 더 필요합니다.
• CMC 투입 전에 경도를 처리하고, 시스템에서 지정한 범위 내에서 이수를 알칼리성으로 유지하십시오.
• 새 로트나 유체마다 파일럿 시험을 하십시오: 유변 특성과 API 여과량을 측정하고, 필요한 경우 공저 온도에서 핫롤링하십시오.
• 원격지나 저전단 현장에서는 덩어리 없이 분산되는 표면 처리 속용성 CMC를 고려하십시오.
• 고결된 폴리머는 분산이 잘 안 되고 수율 발현이 느리므로 포대는 건조하게, 지면에서 띄워 보관하십시오.

Sentai의 지원 내용

Sentai의 석유 시추용 PAC 및 CMC 제품군은 PAC-LV, PAC-HV, 공업용 LV-CMC 및 HV-CMC, 그리고 초고점도 증점제 CMC-5000, CMC-6000 및 CMC-7000으로 구성됩니다. 이수 시스템, 염도, 경도 및 공저 온도를 알려 주시면 응용팀이 파일럿 시험용 출발 등급과 첨가량을 추천해 드립니다. 100–300 g 무료 샘플을 제공하며, 산업용 등급은 최소 주문 수량 1 t부터 출하합니다.