PAC-LV vs PAC-HV vs CMC técnica em fluidos de perfuração base água

Use PAC-LV quando precisar reduzir a perda de filtrado sem acrescentar viscosidade, normalmente em fluidos adensados ou com alto teor de sólidos, em que a reologia já é alta. Use PAC-HV quando quiser controle de perda de filtrado com viscosidade e capacidade de carreamento de cascalhos, normalmente em fluidos poliméricos com baixo teor de sólidos. A CMC técnica cumpre as mesmas duas funções a um custo menor em sistemas de água doce, mas perde eficiência mais rapidamente à medida que a salinidade e a dureza aumentam — e é aí que a substituição mais alta e mais uniforme da PAC justifica seu preço.

Mesma cadeia principal, substituição diferente

A celulose polianiônica é uma carboximetilcelulose, produzida pela mesma rota de alcalinização e eterificação. O que diferencia a PAC é um grau de substituição mais alto e distribuído de forma mais uniforme, obtido com controle de processo mais rigoroso. Uma substituição mais uniforme significa menos trechos de cadeia não substituídos que podem colapsar e se associar quando os sais blindam a carga do polímero; assim, a PAC mantém viscosidade e desempenho de controle de filtrado em salmouras e água dura, onde a CMC técnica perde eficiência. As PAC-LV e PAC-HV da Sentai são especificadas com DS ≥ 0.9.

Como os polímeros celulósicos controlam a perda de filtrado

Quando o fluido de perfuração é pressionado contra uma formação permeável, os sólidos formam um reboco e o filtrado aquoso passa para a rocha. Filtrado excessivo danifica zonas produtoras e hidrata folhelhos, e um reboco espesso aumenta o torque, o arraste e o risco de prisão diferencial. PAC e CMC reduzem o filtrado de três formas: adsorvem-se na bentonita e nas partículas de sólidos perfurados e melhoram sua dispersão, de modo que o reboco fica mais compacto; o próprio polímero hidratado tampona os poros do reboco; e o polímero eleva a viscosidade do filtrado. O resultado é um reboco fino, liso e de baixa permeabilidade.

Como a perda de filtrado e a reologia são medidas

Os conceitos de ensaio da API RP 13B-1 para ensaios de campo de fluidos base água são amplamente utilizados. O ensaio de filtrado API a baixa temperatura aplica 100 psi (690 kPa) sobre um papel de filtro de 7.1 in² (45.8 cm²) por 30 minutos à temperatura ambiente e informa o filtrado em mL. O ensaio de alta temperatura e alta pressão (HTHP) usa um diferencial de 500 psi a temperatura elevada em uma célula de meia área; por isso, o volume coletado é dobrado.

A reologia é lida em um viscosímetro de leitura direta a 600 e 300 rpm. A viscosidade aparente é a leitura a 600 rpm dividida por 2, em mPa·s; a viscosidade plástica é a leitura a 600 rpm menos a leitura a 300 rpm; e o limite de escoamento é a leitura a 300 rpm menos a viscosidade plástica. A especificação chinesa GB/T 5005 para materiais de fluidos de perfuração aplica os mesmos conceitos, com viscosidade aparente, leituras do dial e filtrado medidos em fluidos de ensaio definidos, e é a norma que a Sentai usa para especificar e liberar seus graus para perfuração.

Graus para perfuração da Sentai em resumo

Sal, cálcio e temperatura

Em água doce, tanto a CMC técnica quanto a PAC funcionam bem, e a CMC é mais barata. À medida que o cloreto de sódio se aproxima da saturação, cerca de 26 % em peso à temperatura ambiente, a blindagem de cargas enovela as cadeias poliméricas: a CMC técnica perde viscosidade e eficiência de controle de filtrado, enquanto a PAC retém muito mais de ambas. Ainda assim, a HV-CMC da Sentai é especificada com leitura a 600 rpm de pelo menos 30 em salmoura saturada, o que a torna uma opção de custo para algumas seções salinas.

Íons divalentes são mais agressivos para os polímeros carboximetílicos do que o sódio, pois cálcio e magnésio podem fazer pontes entre grupos carboxilato de cadeias diferentes. A CMC técnica pode flocular em água de preparo dura ou ao perfurar anidrita e cimento; por isso, trate o cálcio com barrilha e o magnésio com soda cáustica quando o sistema de fluido permitir, e prefira PAC em fluidos de água do mar, cal e gesso. Polímeros celulósicos são normalmente usados até cerca de 120–150 °C (250–300 °F) de temperatura de fundo de poço, conforme o tempo de exposição, o pH e o oxigênio; acima disso, geralmente são necessários polímeros sintéticos de controle de filtrado.

Seleção por sistema de fluido

O tratamento típico em campo com polímeros celulósicos é de 1–6 kg/m³ (0.1–0.6 %), equivalente a cerca de 0.35–2.1 lb/bbl. Considere-as faixas típicas e defina a concentração final a partir de ensaios piloto no seu fluido.

Dicas para mistura em campo

• Pré-hidrate a bentonita em água doce antes de adicionar polímeros, pois o polímero compete pela água e retarda o rendimento da argila.
• Alimente PAC e CMC de forma contínua pelo funil de mistura; um saco de 25 kg deve levar vários minutos e nunca deve ser despejado de uma vez.
• Sempre que possível, hidrate o polímero antes de salinizar o fluido; a PAC ainda rende em salmoura, mas precisa de mais tempo de cisalhamento.
• Trate a dureza antes de adicionar a CMC e mantenha o fluido alcalino dentro da faixa especificada para o seu sistema.
• Faça um ensaio piloto com cada novo lote ou fluido: meça a reologia e o filtrado API e faça hot-rolling na temperatura de fundo de poço, quando aplicável.
• Em locais remotos ou com baixo cisalhamento, considere a CMC instantânea com tratamento superficial, que se dispersa sem formar grumos.
• Armazene os sacos secos e fora do chão, pois polímero empedrado se dispersa mal e rende lentamente.

Como a Sentai pode ajudar

A família de PAC e CMC para perfuração de petróleo da Sentai abrange PAC-LV, PAC-HV, LV-CMC e HV-CMC técnicas e os viscosificantes de ultra-alta viscosidade CMC-5000, CMC-6000 e CMC-7000. Informe seu sistema de fluido, salinidade, dureza e temperatura de fundo de poço, e a equipe de aplicações recomendará um grau e uma dosagem iniciais para os seus ensaios piloto. Amostras grátis de 100–300 g estão disponíveis, e os graus industriais são fornecidos a partir de um pedido mínimo de 1 t.