Dans les environnements de forage pétrolier, les additifs CMC HV (carboxyméthylcellulose à haute viscosité) et PAC HV (cellulose polyanionique à haute viscosité) sont couramment utilisés pour les fluides de forage.et chacun montre des différences significatives dans les performances et l'applicationCe qui suit compare les avantages et les inconvénients des deux en plusieurs dimensions:

1Structure chimique et propriétés de base

CMC HV

Il est produit par carboxyméthylation de la cellulose et appartient à la cellulose anionique.mais le degré de substitution est relativement faible (généralement ≤ 0.8), ce qui entraîne une stabilité limitée dans des environnements à haute température et à haute salinité.

Avantages: faible coût, effet d'amélioration de la viscosité stable dans l'eau douce ou un environnement à faible teneur en sel, et peut contrôler efficacement la perte de filtration pour former un gâteau de boue mince et résistant.

Inconvénients: faible résistance à la température (généralement ≤ 150°C), tendance à la chute de la viscosité et perte de filtration accrue dans des conditions à haute teneur en sel (par exemple en saumure saturée) ou à haute température.

PAC HV

est un dérivé polyanionique de la cellulose avec un degré élevé de substitution (≥ 0,8) et une distribution uniforme. Il porte un grand nombre de groupes fonctionnels chargés négativement sur la chaîne moléculaire,qui améliore considérablement la résistance au sel et la résistance aux températures élevées.

Avantages: il peut maintenir une viscosité stable et des performances de réduction des pertes de liquide dans des environnements à haute température (jusqu'à 180 °C ou plus) et à haute teneur en sel (y compris la saumure saturée),et est particulièrement adapté aux formations complexes (comme les couches de gypse de schiste et de sel).

Inconvénients: le coût de production est élevé et la rhéologie peut être difficile à contrôler en raison de l'augmentation excessive de la viscosité dans les milieux d'eau douce.

2Comparaison des performances des fluides de forage

2.1Augmentation de la viscosité et contrôle réologique

CMC HV

Avantages: il a un effet d'augmentation significative de la viscosité dans l'eau douce ou la boue en phase solide basse, peut suspendre efficacement les boutures de forage et a une faible force de cisaillement initiale,qui favorise la décharge de particules en phase gazeuse et solide.

Inconvénients: dans des conditions de haute salinité ou de haute température, la viscosité est facilement détruite et doit être fréquemment reconstituée pour maintenir ses performances.

PAC HV

Avantages: il peut maintenir une viscosité élevée dans des environnements à haute salinité et à haute température, et sa rhéologie est contrôlable.Il peut inhiber la dispersion et l'expansion de l'argile et du schiste et stabiliser le puits.

Inconvénients: dans les milieux d'eau douce, la pression de la pompe peut augmenter en raison d'une augmentation excessive de la viscosité, et la quantité d'ajout doit être contrôlée avec précision.

2.2Performance de réduction des pertes de liquide

CMC HV

Avantages: Il peut réduire efficacement la perte de liquide dans des conditions normales et former un gâteau de boue dense.

Inconvénients: dans les environnements à haute salinité ou à haute température, la qualité du gâteau de boue diminue et la perte de liquide augmente.

PAC HV

Avantages: Il a une forte résistance au sel et peut maintenir une faible perte de liquide dans l'eau salée saturée ou la suspension d'eau de mer.

Inconvénients: il est coûteux lorsqu'il est utilisé seul et ses performances peuvent diminuer à des températures extrêmement élevées (telles que > 200 °C).

2.3Résistance au cisaillement et à la température

CMC HV

Avantages: performances stables dans des conditions de cisaillement à basse vitesse, adaptées aux opérations de forage classiques.

Inconvénients: la viscosité est facilement dégradée par un cisaillement à grande vitesse (comme le forage en turbine de puits profonds) ou par une température élevée (> 150°C), ce qui nécessite une maintenance fréquente.

PAC HV

Avantages: forte résistance au cisaillement, la viscosité peut être maintenue à des taux de cisaillement élevés et une excellente résistance à la température (jusqu'à 180°C), adaptée aux puits profonds et ultra-profonds.

Inconvénients: la décomposition thermique peut se produire à des températures extrêmement élevées (par exemple > 200°C), et des polymères résistants aux températures élevées sont nécessaires.

3Scénarios d'application et efficacité économique

CMC HV

Scénarios applicables: systèmes de boue à eau douce ou à faible salinité, puits moyens et peu profonds, formations à température non élevée (telles que < 120 °C) et projets à budget limité.

Efficacité économique: faible coût, mais nécessite une reconstitution fréquente, et le coût global peut augmenter avec une utilisation à long terme.

PAC HV

Scénarios applicables: formations à haute température et à haute teneur en sel (p. ex. puits profonds, couches de sel-gips), puits de gaz de schiste, boue d'eau de mer et exigences complexes en matière de stabilité des puits.

Efficacité économique: le prix unitaire est élevé, mais la posologie est faible, les performances sont stables et le coût global à long terme est meilleur.

4Protection de l'environnement et compatibilité

CMC HV

Protection de l'environnement: non toxique, bonne biodégradabilité, mais une utilisation à grande échelle peut augmenter la teneur en solides de la boue.

Compatibilité: compatible avec la plupart des additifs de boue à base d'eau, mais facile à floculer dans des environnements riches en ions calcium et magnésium.

PAC HV

Protection de l'environnement: répond aux normes environnementales internationales, ne contient pas de résidus nocifs et convient aux zones sensibles sur le plan environnemental.

Compatibilité: bonne compatibilité avec les sels, les polymères et les tensioactifs, particulièrement stable dans les systèmes riches en sels.

Résumé

CMC HV: les avantages sont le faible coût et un bon effet d'amélioration de la viscosité de l'eau douce; les inconvénients sont une faible stabilité à haute température et un niveau élevé de sel,et il convient pour le forage conventionnel.

PAC HV: Les avantages comprennent la résistance au sel, la résistance à haute température et une excellente performance de réduction des pertes de fluide; les inconvénients comprennent le coût élevé et l'adéquation pour des formations complexes.

Dans les applications réelles, une sélection complète est nécessaire en fonction des conditions de formation (température, salinité, lithologie), de la profondeur du puits et du budget:Le CMC HV est préférable pour les puits conventionnels pour contrôler les coûts; PAC HV est une meilleure solution pour les puits à haute température et à haute teneur en sel et les puits de gaz de schiste, ce qui peut améliorer considérablement l'efficacité de fonctionnement et la stabilité du puits.