Dalam lingkungan pengeboran minyak, CMC HV (karboksimetil selulosa viskositas tinggi) dan PAC HV (selulosa polianionik viskositas tinggi) umumnya digunakan sebagai aditif fluida pengeboran, dan masing-masing menunjukkan perbedaan signifikan dalam kinerja dan aplikasi. Berikut ini membandingkan kelebihan dan kekurangan keduanya dari berbagai dimensi:

1. Struktur kimia dan sifat dasar

CMC HV

Dibuat dengan karboksimetilasi selulosa dan termasuk dalam selulosa anionik. Gugus karboksimetil pada rantai molekulnya memberikan ketahanan garam tertentu, tetapi tingkat substitusinya relatif rendah (biasanya ≤0,8), yang mengakibatkan stabilitas terbatas dalam lingkungan suhu tinggi dan garam tinggi.

Kelebihan: biaya rendah, efek peningkatan viskositas yang stabil dalam air tawar atau lingkungan garam rendah, dan dapat secara efektif mengontrol kehilangan filtrasi untuk membentuk kue lumpur yang tipis dan kuat.

Kekurangan: ketahanan suhu yang buruk (biasanya ≤150℃), rentan terhadap penurunan viskositas dan peningkatan kehilangan filtrasi pada kondisi garam tinggi (seperti air garam jenuh) atau suhu tinggi.

PAC HV

adalah turunan polianionik dari selulosa dengan tingkat substitusi tinggi (≥0,8) dan distribusi yang seragam. Ia membawa sejumlah besar gugus fungsional bermuatan negatif pada rantai molekul, yang secara signifikan meningkatkan ketahanan garam dan ketahanan suhu tinggi.

Kelebihan: Dapat mempertahankan viskositas yang stabil dan kinerja pengurangan kehilangan fluida pada suhu tinggi (hingga 180°C atau lebih) dan lingkungan garam tinggi (termasuk air garam jenuh), dan sangat cocok untuk formasi kompleks (seperti lapisan serpih dan gipsum garam).

Kekurangan: Biaya produksi tinggi, dan reologi mungkin sulit dikendalikan karena peningkatan viskositas yang berlebihan di lingkungan air tawar.

2. Perbandingan kinerja fluida pengeboran

2.1. Peningkatan viskositas dan kontrol reologi

CMC HV

Kelebihan: Memiliki efek peningkatan viskositas yang signifikan dalam lumpur fase padat air tawar atau rendah, dapat secara efektif menangguhkan serpihan bor, dan memiliki gaya geser awal yang rendah, yang kondusif untuk pelepasan partikel gas dan fase padat.

Kekurangan: Pada kondisi garam tinggi atau suhu tinggi, viskositas mudah rusak dan perlu sering diisi ulang untuk mempertahankan kinerja.

PAC HV

Kelebihan: Dapat mempertahankan viskositas tinggi dalam lingkungan bersuhu tinggi dan garam tinggi, dan reologinya dapat dikontrol. Dapat menghambat dispersi dan ekspansi lempung dan serpih serta menstabilkan lubang bor.

Kekurangan: Di lingkungan air tawar, tekanan pompa dapat meningkat karena pertumbuhan viskositas yang berlebihan, dan jumlah penambahan perlu dikontrol secara tepat.

2.2. Kinerja pengurangan kehilangan fluida

CMC HV

Kelebihan: Dapat secara efektif mengurangi kehilangan fluida dalam kondisi normal dan membentuk kue lumpur yang padat. Cocok untuk sumur sedang dan dangkal serta formasi non-kompleks.

Kekurangan: Dalam lingkungan bersuhu tinggi atau garam tinggi, kualitas kue lumpur menurun dan kehilangan fluida meningkat. Perlu digunakan bersama dengan pengurang kehilangan fluida lainnya.

PAC HV

Kelebihan: Memiliki ketahanan garam yang kuat dan masih dapat mempertahankan kehilangan fluida yang rendah dalam lumpur air garam jenuh atau air laut. Kue lumpur kuat dan memiliki permeabilitas rendah.

Kekurangan: Mahal jika digunakan sendiri, dan kinerjanya dapat menurun pada suhu yang sangat tinggi (seperti >200℃).

2.3. Ketahanan geser dan ketahanan suhu

CMC HV

Kelebihan: Kinerja stabil di bawah kondisi geser kecepatan rendah, cocok untuk operasi pengeboran konvensional.

Kekurangan: Viskositas mudah terdegradasi di bawah geser kecepatan tinggi (seperti pengeboran turbin sumur dalam) atau suhu tinggi (>150℃), memerlukan perawatan yang sering.

PAC HV

Kelebihan: Ketahanan geser yang kuat, viskositas masih dapat dipertahankan di bawah laju geser tinggi, dan ketahanan suhu yang sangat baik (hingga 180℃), cocok untuk sumur dalam dan sangat dalam.

Kekurangan: Dekomposisi termal dapat terjadi di bawah suhu yang sangat tinggi (seperti >200℃), dan polimer tahan suhu tinggi diperlukan.

3. Skenario aplikasi dan efisiensi ekonomi

CMC HV

Skenario yang berlaku: sistem lumpur air tawar atau salinitas rendah, sumur sedang dan dangkal, formasi non-suhu tinggi (seperti <120℃), dan proyek dengan anggaran terbatas.

Efisiensi ekonomi: Biaya rendah, tetapi pengisian ulang yang sering diperlukan, dan biaya komprehensif dapat meningkat dengan penggunaan jangka panjang.

PAC HV

Skenario yang berlaku: formasi bersuhu tinggi dan garam tinggi (seperti sumur dalam, lapisan gipsum garam), sumur gas serpih, lumpur air laut, dan persyaratan stabilitas lubang bor yang kompleks.

Efisiensi ekonomis: Harga satuan tinggi, tetapi dosisnya kecil, kinerjanya stabil, dan biaya komprehensif jangka panjang lebih baik.

4. Perlindungan lingkungan dan kompatibilitas

CMC HV

Perlindungan lingkungan: tidak beracun, biodegradabilitas yang baik, tetapi penggunaan skala besar dapat meningkatkan kandungan padat lumpur.

Kompatibilitas: kompatibel dengan sebagian besar aditif lumpur berbasis air, tetapi mudah menggumpal di lingkungan ion kalsium dan magnesium tinggi.

PAC HV

Perlindungan lingkungan: memenuhi standar lingkungan internasional, tidak memiliki residu berbahaya, dan cocok untuk area yang sensitif terhadap lingkungan.

Kompatibilitas: memiliki kompatibilitas yang baik dengan garam, polimer, dan surfaktan, terutama stabil dalam sistem garam tinggi.

Ringkasan

CMC HV: Keuntungannya adalah biaya rendah dan efek peningkatan viskositas air tawar yang baik; kerugiannya adalah stabilitas yang buruk pada suhu tinggi dan garam tinggi, dan cocok untuk pengeboran konvensional.

PAC HV: Keuntungannya termasuk ketahanan garam, ketahanan suhu tinggi, dan kinerja pengurangan kehilangan fluida yang sangat baik; kerugiannya termasuk biaya tinggi dan kesesuaian untuk formasi kompleks.

Dalam aplikasi aktual, pemilihan komprehensif diperlukan berdasarkan kondisi formasi (suhu, salinitas, litologi), kedalaman sumur, dan anggaran: CMC HV lebih disukai untuk sumur konvensional untuk mengontrol biaya; PAC HV adalah solusi yang lebih baik untuk sumur bersuhu tinggi, garam tinggi, dan sumur gas serpih, yang dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi pengoperasian dan stabilitas lubang bor.