En los ambientes de perforación de petróleo,CMC HV (carboximetilcelulosa de alta viscosidad)yPAC HV (celulosa poliiónica de alta viscosidad)son aditivos para fluidos de perforación de uso común, y cada uno muestra diferencias significativas en el rendimiento y la aplicación.A continuación se comparan las ventajas y desventajas de los dos desde múltiples dimensiones:

1- Estructura química y propiedades básicas

CMC HV

Se obtiene por carboximetilación de la celulosa y pertenece a la celulosa aniónica.pero el grado de sustitución es relativamente bajo (generalmente ≤ 0.8), lo que resulta en una estabilidad limitada en ambientes de alta temperatura y alta salinidad.

Ventajas: bajo costo, efecto estable de mejora de la viscosidad en agua dulce o en un entorno con poca sal, y puede controlar eficazmente la pérdida de filtración para formar un pastel de barro delgado y resistente.

Desventajas: baja resistencia a la temperatura (generalmente ≤ 150 °C), propensa a la caída de la viscosidad y mayor pérdida de filtración bajo condiciones de alta salinidad (como salmuera saturada) o altas temperaturas.

PAC HV

es un derivado polianiónico de la celulosa con un alto grado de sustitución (≥ 0,8) y una distribución uniforme. Tiene un gran número de grupos funcionales con carga negativa en la cadena molecular,que mejora significativamente la resistencia a la sal y la resistencia a altas temperaturas.

Ventajas: puede mantener una viscosidad estable y un rendimiento de reducción de la pérdida de líquido a altas temperaturas (hasta 180 °C o más) y en ambientes con alto contenido de sal (incluida la salmuera saturada),y es especialmente adecuado para formaciones complejas (como capas de yeso de esquisto y sal).

Desventajas: El coste de producción es elevado y la reología puede ser difícil de controlar debido al aumento excesivo de la viscosidad en los ambientes de agua dulce.

2Comparación del rendimiento del fluido de perforación

2.1Aumento de la viscosidad y control de reología

CMC HV

Ventajas: tiene un efecto significativo de aumento de la viscosidad en agua dulce o en barro de baja fase sólida, puede suspender eficazmente los tapones de perforación y tiene una baja fuerza de cizallamiento inicial,que es propicio para la descarga de partículas de fase sólida y de gas.

Desventajas: En condiciones de sal o temperatura altas, la viscosidad se destruye fácilmente y debe reponerse con frecuencia para mantener el rendimiento.

PAC HV

Ventajas: Puede mantener una alta viscosidad en ambientes de alta sal y alta temperatura, y su reología es controlable.Puede inhibir la dispersión y expansión de arcilla y esquisto y estabilizar el pozo.

Desventajas: En los ambientes de agua dulce, la presión de la bomba puede aumentar debido al crecimiento excesivo de la viscosidad, y la cantidad de adición debe controlarse con precisión.

2.2. Rendimiento de reducción de pérdidas de líquido

CMC HV

Ventajas: puede reducir eficazmente la pérdida de líquido en condiciones normales y formar un pastel de barro denso. Es adecuado para pozos medios y poco profundos y formaciones no complejas.

Desventajas: En ambientes de alta sal o alta temperatura, la calidad del pastel de barro disminuye y la pérdida de líquido aumenta.

PAC HV

Ventajas: Tiene una fuerte resistencia a la sal y aún puede mantener una baja pérdida de líquido en agua salada saturada o lodo de agua de mar.

Desventajas: Es caro cuando se usa solo, y su rendimiento puede disminuir a temperaturas extremadamente altas (como > 200 ° C).

2.3Resistencia al corte y resistencia a la temperatura

CMC HV

Ventajas: Rendimiento estable en condiciones de cizallamiento a baja velocidad, adecuado para operaciones de perforación convencionales.

Desventajas: La viscosidad se degrada fácilmente bajo corte de alta velocidad (como la perforación de turbinas de pozo profundo) o alta temperatura (> 150 °C), que requiere un mantenimiento frecuente.

PAC HV

Ventajas: fuerte resistencia al cizallamiento, viscosidad que se puede mantener bajo altas tasas de cizallamiento y excelente resistencia a la temperatura (hasta 180°C), adecuada para pozos profundos y ultraprofundos.

Desventajas: La descomposición térmica puede ocurrir a temperaturas ultra altas (como > 200 °C), y se requieren polímeros resistentes a altas temperaturas.

3- Escenarios de aplicación y eficiencia económica

CMC HV

Escenarios aplicables: sistemas de barro de agua dulce o de baja salinidad, pozos medianos y poco profundos, formaciones de no altas temperaturas (como < 120 °C) y proyectos con presupuestos limitados.

Eficiencia económica: Bajo costo, pero se requiere un reabastecimiento frecuente, y el costo global puede aumentar con el uso a largo plazo.

PAC HV

Escenarios aplicables: formaciones de alta temperatura y alta salinidad (como pozos profundos, capas de yeso salino), pozos de gas de esquisto, barro de agua de mar y requisitos complejos de estabilidad del pozo.

Eficiencia económica: el precio unitario es alto, pero la dosis es pequeña, el rendimiento es estable y el costo global a largo plazo es mejor.

4Protección del medio ambiente y compatibilidad

CMC HV

Protección del medio ambiente: no tóxico, buena biodegradabilidad, pero el uso a gran escala puede aumentar el contenido de sólidos del barro.

Compatibilidad: compatible con la mayoría de los aditivos de barro a base de agua, pero fácil de flocular en entornos con alto contenido de iones de calcio y magnesio.

PAC HV

Protección del medio ambiente: cumple con las normas medioambientales internacionales, no contiene residuos nocivos y es adecuado para zonas sensibles desde el punto de vista medioambiental.

Compatibilidad: tiene buena compatibilidad con sales, polímeros y tensioactivos, especialmente estable en sistemas con alto contenido de sal.

Resumen de las actividades

CMC HV: Las ventajas son el bajo costo y el buen efecto de mejora de la viscosidad del agua dulce; las desventajas son la baja estabilidad a altas temperaturas y alta salinidad,y es adecuado para la perforación convencional.

PAC HV: Las ventajas incluyen resistencia a la sal, resistencia a altas temperaturas y excelente rendimiento de reducción de pérdidas de fluidos; las desventajas incluyen alto costo y idoneidad para formaciones complejas.

En las aplicaciones reales, se requiere una selección integral basada en las condiciones de formación (temperatura, salinidad, litología), profundidad del pozo y presupuesto:CMC HV se prefiere para pozos convencionales para controlar los costes; PAC HV es una mejor solución para pozos de alta temperatura y alta sal y pozos de gas de esquisto, que pueden mejorar significativamente la eficiencia operativa y la estabilidad del pozo.