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I. ¿Qué papel desempeña el éter de celulosa en los fluidos de perforación?
Éteres de celulosa como PAC (celulosa polianiónica), CMC (carboximetilcelulosa)y HEC (Hidroxietilcelulosa) son polímeros multifuncionales ampliamente utilizados en fluidos de perforación para los siguientes fines:
Control reológico - mantener una viscosidad y una fuerza de gel estables para transportar eficazmente los recortes.
Reducción de la pérdida de líquidos - formar una fina torta de filtración de baja permeabilidad para proteger la formación y reducir la invasión del filtrado.
Resistencia a la sal y a la temperatura - garantizar un rendimiento estable en condiciones de alta salinidad, alto contenido de calcio/magnesio y HPHT.
Información técnica: PAC y CMC son polímeros aniónicoscuyos grupos carboxílicos tienen carga negativa e interactúan con las partículas de arcilla para mejorar la estabilidad del pozo. El HEC es no iónicoEn la mayoría de los casos, los productos de la cadena de valor se basan en enlaces de hidrógeno a través de grupos hidroxietilo para mantener la hidratación en entornos con un alto contenido de iones divalentes.
II.PAC / CMC en sistemas salinos monovalentes (NaCl, KCl)
En fluidos de perforación que contengan sales monovalentes como el cloruro de sodio o el cloruro de potasio, PAC y CMC son los polímeros preferidos.
Mejora de la viscosidad y transporte de recortes
El PAC/CMC se disuelve en las salmueras, formando una red polimérica hidratada que aumenta la viscosidad del fluido y garantiza una elevación eficaz de los recortes de roca.
Control de la pérdida de fluidos y formación de tortas de filtración
Los polímeros se adsorben en la pared del pozo, creando una fina y densa torta de filtración que minimiza la invasión del filtrado y protege la formación.
Inhibición de esquistos y estabilidad de perforaciones
La carga negativa del PAC/CMC interactúa con las partículas de arcilla de las formaciones de esquisto, evitando el hinchamiento y reduciendo el riesgo de colapso de la perforación.
Información técnica: En salmueras de NaCl/KCl, los iones Na⁺ o K⁺ protegen débilmente los grupos carboxilo, permitiendo que las cadenas de PAC/CMC permanezcan extendidas. Esto maximiza la hidratación, la viscosidad y el control de la filtración.
Resultado: En salmueras de NaCl/KCl, el PAC/CMC proporciona una viscosidad fiable, control de la pérdida de fluido y estabilidad del pozo en operaciones de perforación convencionales.
III.HEC en sistemas de sales divalentes (CaCl₂, MgCl₂)
En salmueras de sal divalente, el PAC/CMC pierde gran parte de su eficacia debido a las interacciones con los iones Ca²⁺/Mg²⁺. El HEC es el polímero más fiable en estas condiciones.
Formador de viscosidad tolerante a la sal
El HEC es un polímero no iónico. Sus grupos hidroxietilos se hidratan y forman enlaces de hidrógeno con moléculas de agua, manteniendo la viscosidad incluso en salmueras con alto contenido en Ca²⁺ o Mg²⁺.
Reducción estable de la pérdida de líquidos
El HEC forma una dispersión coloidal estable que forma una torta de filtración hermética en la pared del pozo, minimizando la invasión del filtrado incluso con una alta concentración de iones divalentes.
Estabilidad térmica y de la salmuera
El HEC funciona con fiabilidad en pozos de alta temperatura, por lo que es ideal para pozos profundos y operaciones HPHT.
Información técnica: Como el HEC no tiene grupos carboxilo iónicos, el Ca²⁺ y el Mg²⁺ no pueden precipitar ni colapsar la red polimérica. Su hidratación por enlace de hidrógeno garantiza la estabilidad de la viscosidad a largo plazo en condiciones extremas.
Resultado: En salmueras de CaCl₂/MgCl₂, el HEC garantiza una viscosidad constante, el control de la pérdida de fluido y la estabilidad del pozo en condiciones adversas.
IV.Resumen de la aplicación
Sistema de sal | Recomendado Celulosa | Funciones principales en aplicaciones petrolíferas |
Sales monovalentes (NaCl, KCl) | PAC / CMC | Mejora de la viscosidad, transporte de recortes, control de la pérdida de fluidos, inhibición de esquistos |
Sales divalentes (CaCl₂, MgCl₂) | HEC | Viscosidad tolerante a la sal, reducción de la pérdida de fluido, estabilidad en pozos HPHT |
V.Conclusión
La eficacia de los fluidos de perforación no sólo depende de la elección de los aditivos, sino también de su rendimiento en condiciones reales de fondo de pozo.
PAC/CMC son ideales para fluidos de perforación a base de NaCl/KCl, ya que proporcionan un control rentable de la viscosidad, una reducción de la pérdida de fluido y una estabilización del esquisto.
HEC es la solución probada para salmueras de CaCl₂/MgCl₂, que ofrece una viscosidad tolerante a la sal, un control eficaz de la pérdida de fluido y estabilidad térmica.
Al comprender las distintas funciones del CAP, el CMC y el HEC, los ingenieros de perforación pueden diseñar fluidos más eficaces, minimizar los riesgos y mejorar la productividad de los yacimientos petrolíferos.
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