Trong môi trường khoan dầu, CMC HV (carboxymethyl cellulose độ nhớt cao) và PAC HV (cellulose polyanionic độ nhớt cao) thường được sử dụng làm chất phụ gia chất lỏng khoan,và mỗi người cho thấy sự khác biệt đáng kể trong hiệu suất và ứng dụngSau đây so sánh những lợi thế và nhược điểm của hai từ nhiều chiều:

1Cấu trúc hóa học và đặc tính cơ bản

CMC HV

Nó được tạo ra bởi carboxymethylation của cellulose và thuộc về cellulose anionic.nhưng mức độ thay thế tương đối thấp (thường ≤0.8), dẫn đến sự ổn định hạn chế trong môi trường nhiệt độ cao và muối cao.

Ưu điểm: chi phí thấp, hiệu ứng tăng độ nhớt ổn định trong nước ngọt hoặc môi trường muối thấp, và có thể kiểm soát hiệu quả mất lọc để tạo thành một bánh bùn mỏng và cứng.

Nhược điểm: chống nhiệt độ kém (thường là ≤ 150 °C), dễ bị sụt độ nhớt và mất lọc cao trong điều kiện muối cao (chẳng hạn như nước muối bão hòa) hoặc nhiệt độ cao.

PAC HV

là một dẫn xuất polyanionic của cellulose với mức độ thay thế cao (≥ 0,8) và phân bố đồng đều. Nó mang một số lượng lớn các nhóm chức năng tích điện âm trên chuỗi phân tử,cải thiện đáng kể khả năng chống muối và chống nhiệt độ cao.

Ưu điểm: Nó có thể duy trì độ nhớt ổn định và hiệu suất giảm mất chất lỏng ở nhiệt độ cao (lên đến 180 °C hoặc cao hơn) và môi trường có nhiều muối (bao gồm cả nước muối bão hòa),và đặc biệt phù hợp với các cấu trúc phức tạp (như lớp nhựa đá phiến và vữa muối).

Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao, và các rheology có thể khó kiểm soát do tăng độ nhớt quá mức trong môi trường nước ngọt.

2. So sánh hiệu suất chất lỏng khoan

2.1. Tăng độ nhớt và kiểm soát rheology

CMC HV

Ưu điểm: Nó có tác dụng tăng độ nhớt đáng kể trong nước ngọt hoặc bùn pha rắn thấp, có thể treo hiệu quả các vỏ khoan và có lực cắt ban đầu thấp,tạo thuận lợi cho việc xả các hạt khí và phân tử pha rắn.

Nhược điểm: Dưới điều kiện muối cao hoặc nhiệt độ cao, độ nhớt dễ bị phá hủy và cần phải thường xuyên bổ sung để duy trì hiệu suất.

PAC HV

Ưu điểm: Nó có thể duy trì độ nhớt cao trong môi trường muối cao và nhiệt độ cao, và luân hồi của nó có thể kiểm soát được.Nó có thể ức chế sự phân tán và mở rộng của đất sét và đá phiến và ổn định giếng.

Nhược điểm: Trong môi trường nước ngọt, áp suất bơm có thể tăng do tăng độ nhớt quá mức và lượng bổ sung cần phải được kiểm soát chính xác.

2.2Hiệu suất giảm mất nước

CMC HV

Ưu điểm: Nó có thể làm giảm hiệu quả sự mất chất lỏng trong điều kiện bình thường và tạo thành một bánh bùn dày đặc. Nó phù hợp với giếng trung bình và nông và các thành phần không phức tạp.

Nhược điểm: Trong môi trường muối cao hoặc nhiệt độ cao, chất lượng của bánh bùn giảm và mất chất lỏng tăng lên.

PAC HV

Ưu điểm: Nó có khả năng chống muối mạnh mẽ và vẫn có thể duy trì sự mất chất lỏng thấp trong nước muối bão hòa hoặc nước biển.

Nhược điểm: Nó tốn kém khi sử dụng một mình, và hiệu suất của nó có thể giảm ở nhiệt độ cực cao (chẳng hạn như > 200 ° C).

2.3. Kháng cắt và chống nhiệt độ

CMC HV

Ưu điểm: Hiệu suất ổn định trong điều kiện cắt giảm tốc độ thấp, phù hợp với các hoạt động khoan thông thường.

Nhược điểm: Độ nhớt dễ bị suy giảm dưới tốc độ cắt nhanh (như khoan tuabin giếng sâu) hoặc nhiệt độ cao (> 150 ° C), đòi hỏi phải bảo trì thường xuyên.

PAC HV

Ưu điểm: Chống cắt mạnh mẽ, độ nhớt vẫn có thể được duy trì dưới tốc độ cắt cao và khả năng chống nhiệt độ tuyệt vời (lên đến 180 ° C), phù hợp với giếng sâu và siêu sâu.

Nhược điểm: Sự phân hủy nhiệt có thể xảy ra ở nhiệt độ cực cao (chẳng hạn như > 200 ° C), và các polyme chịu nhiệt độ cao là cần thiết.

3- Các kịch bản ứng dụng và hiệu quả kinh tế

CMC HV

Các kịch bản có thể áp dụng: hệ thống bùn nước ngọt hoặc độ mặn thấp, giếng trung bình và nông, các thành phần không có nhiệt độ cao (chẳng hạn như < 120 ° C) và các dự án có ngân sách hạn chế.

Hiệu quả kinh tế: Chi phí thấp, nhưng cần bổ sung thường xuyên, và chi phí toàn diện có thể tăng lên với việc sử dụng lâu dài.

PAC HV

Các kịch bản có thể áp dụng: các thành phần nhiệt độ cao và muối cao (như giếng sâu, lớp muối-gips), giếng khí đá phiến, bùn nước biển và các yêu cầu ổn định giếng phức tạp.

Hiệu quả kinh tế: Giá đơn vị cao, nhưng liều lượng nhỏ, hiệu suất ổn định và chi phí toàn diện dài hạn tốt hơn.

4Bảo vệ môi trường và tương thích

CMC HV

Bảo vệ môi trường: không độc hại, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhưng sử dụng quy mô lớn có thể làm tăng hàm lượng rắn của bùn.

Khả năng tương thích: tương thích với hầu hết các chất phụ gia bùn có nguồn gốc từ nước, nhưng dễ dàng lỏng trong môi trường ion canxi và magiê cao.

PAC HV

Bảo vệ môi trường: đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường quốc tế, không có dư lượng có hại và phù hợp với các khu vực nhạy cảm về môi trường.

Khả năng tương thích: có khả năng tương thích tốt với muối, polyme và chất hoạt bề mặt, đặc biệt ổn định trong các hệ thống muối cao.

Tóm lại

CMC HV: Ưu điểm là chi phí thấp và hiệu ứng tăng độ nhớt nước ngọt tốt; nhược điểm là độ ổn định kém ở nhiệt độ cao và muối cao,và nó phù hợp với khoan thông thường.

PAC HV: Ưu điểm bao gồm khả năng chống muối, khả năng chống nhiệt độ cao và hiệu suất giảm mất chất lỏng tuyệt vời; nhược điểm bao gồm chi phí cao và phù hợp với các cấu trúc phức tạp.

Trong các ứng dụng thực tế, sự lựa chọn toàn diện được yêu cầu dựa trên điều kiện hình thành (nhiệt độ, độ mặn, lithology), độ sâu giếng và ngân sách:CMC HV được ưa thích cho các giếng thông thường để kiểm soát chi phí; PAC HV là một giải pháp tốt hơn cho các giếng nhiệt độ cao, muối cao và giếng khí đá phiến, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động và ổn định giếng.