Poliacrilamidă în fluidele de foraj, completare și cimentare - utilizări practice, selecție și ghiduri de teren

ON 17 . Oct . 2025

Acest articol explică îndrumări practice, concentrate pe teren, pentru utilizarea poliacrilamidei (PAM) în fluide de foraj, fluide de finalizare și fluide de cimentare. Acesta acoperă de ce este ales PAM, cum să selectați tipul potrivit, dozele tipice, testele de laborator pe care ar trebui să le efectuați înainte de utilizarea pe teren, procedurile pas cu pas de amestecare/dozare și depanarea obișnuită. Accentul se pune pe instrucțiunile aplicabile pe care inginerii, supraveghetorii de teren și tehnicienii de laborator le pot aplica direct.

De ce se folosește poliacrilamida în fluidele de foraj

Polimerii de poliacrilamidă sunt utilizați pe scară largă deoarece oferă vâscozitate/reologie controlată, control al filtrării, stabilizarea șisturilor și asistență la îndepărtarea solidelor fără a adăuga cantități mari de solide. Greutatea lor moleculară mare și încărcătura reglabilă (anionică/cationică/nonionică) permit formulatorilor să vizeze funcții specifice minimizând în același timp daunele de formare atunci când sunt selectate și aplicate corespunzător.

Funcții primare în fluidele de foraj

Modificator de reologie — crește vâscozitatea la forfecare scăzută pentru curățarea găurilor și suspendarea butașilor, permițând în același timp un comportament la forfecare ridicată.
Reductor de filtrare/ajutor de legătură — reduce pierderea de fluid API/HPHT prin spațiile porilor de formare.
Stabilizarea șisturilor — leagă finele și poate reduce umflarea argilei atunci când este asociată cu săruri/inhibitori adecvați.
Ajutor floculant/coagulant — promovează îndepărtarea solidelor în circuitele de control al solidelor atunci când este utilizat ca floculant polimeric.

Tipuri de poliacrilamidă și criterii de selecție

Alegeți gradul PAM luând în considerare încărcarea polimerului, greutatea moleculară, toleranța la sare și forma de solubilitate (pulbere, emulsie, lichid). Potrivirea acestor proprietăți la condițiile puțului (salinitatea formării, temperatură, pH și funcția țintă) îmbunătățește considerabil performanța și reduce riscul de deteriorare a formării.

Tip	Atribute tipice	Utilizări comune
PAM anionic	MW mare disponibil; floculare bună; sensibil la cationi multivalenți	Controlul filtrării, captarea solidelor, reologia fluidului de foraj
PAM cationic	Se leagă de argile încărcate negativ; eficient în sistemele cu salinitate scăzută	Stabilizarea șisturilor, fluide de completare pentru controlul argilei
PAM neionic	Mai puțin afectat de salinitate; floculare moderată și control al vâscozității	Medii cu salinitate ridicată, formulări amestecate

Utilizarea poliacrilamidei în fluidele de foraj — îndrumări practice

Când adăugați PAM la fluidele de foraj, obiectivele dvs. sunt de obicei reglarea vâscozității cu viteză de forfecare scăzută (pentru transportul butașilor), reducerea pierderilor de fluid și asistarea controlului solidelor. Urmați mai întâi validarea laboratorului; apoi implementați dozarea conservatoare în câmp cu monitorizare.

▶ Verificări de laborator recomandate înainte de aplicarea pe teren

Curba reologică (vâscozimetru/reometru) la temperaturi țintă și viteze de forfecare.
Teste de filtrare API și HPHT cu și fără polimer.
Compatibilitate cu saramură (NaCl, KCl, CaCl₂), inhibitori de calcar și aditivi obișnuiți.
Test de stabilitate termică la temperatura statică de fund așteptată și istoricul de forfecare.

▶ Ghid de dozare pe teren

Pornire scăzută: dozarea incrementală tipică a fluidului de foraj este de 0,05–2,0 kg/m³ (0,05–2,0 g/L), în funcție de grad și obiectiv; confirma cu rezultatele de laborator.
Adăugați polimer în groapa activă cu agitare pentru a evita cocoloașele; ajutoarele dispersante ajută la gradele de pulbere.
Permiteți 10-30 de minute de amestecare controlată înainte de a testa reologia și filtrarea din nou.
Dacă este utilizat ca floculant în controlul solidelor, dozați sub formă de soluție diluată la descărcarea dezanderului/desilterului, în funcție de cererea de polimer determinată de laborator.

Poliacrilamidă în fluidele de completare — cele mai bune practici

În fluidele de completare, PAM este utilizat în primul rând pentru a controla pierderile de lichid, pentru a ajuta la suspensia agentului de susținere sau a solidelor în timpul plasării și pentru a condiționa fluidul pentru perforare și stimulare. Aplicațiile de finalizare acordă prioritate deseori gradelor cu reziduuri reduse și niveluri de deteriorare redusă.

▶ Selecția și compatibilitatea pentru fluide de completare

Selectați clase cu greutate moleculară mică sau special hidrolizate atunci când minimizați grosimea turtei de filtru și curățarea este critică.
Preferați PAM cationic neionic sau adaptat cu sarcină scăzută în saramură de completare cu salinitate ridicată pentru a reduce precipitațiile și incompatibilitatea cu cationii multivalenți.
Efectuați teste de deteriorare a miezului sau a formațiunii pentru a verifica potențialul de curățare și reducerea permeabilității reziduale.

Poliacrilamidă în fluidele de cimentare - cum afectează comportamentul nămolului

PAM poate fi utilizat în cimentare pentru a modifica reologia nămolului, a reduce pierderile de fluid în formare în timpul plasării și pentru a îmbunătăți eficiența deplasării prin controlul tixotropiei nămolului. Cu toate acestea, interacțiunea chimiei cimentului este critică - nu presupuneți compatibilitatea fără testare.

▶ Considerații specifice cimentării

Efectul asupra timpului de îngroșare: unele grade PAM accelerează sau întârzie priza; executați întotdeauna teste de timp de îngroșare (stil API RP 10B-2) cu amestecul de ciment ales.
Controlul pierderii de lichid: PAM poate reduce pierderea precoce de lichid; combinați cu aditivi standard pentru pierderea de fluide (de exemplu, amidon, LCM sintetice) așa cum a fost validat în testele HPHT FL.
Compatibilitatea cu dispersanții și retardanții utilizați în suspensiile de ciment: verificați interacțiunea care poate modifica densitatea sau reologia suspensiei.

▶ Testare de laborator și verificare pe teren (în trepte)

O secvență scurtă, practică de teste reduce surprizele: începeți cu compatibilitatea cu bancul, apoi treceți la simulări de performanță la temperatura și salinitatea țintă, în cele din urmă validați în condiții dinamice (forfecare/îmbătrânire).

Test de solubilitate și dispersie - confirmă că nu există gelificare sau hidratare lentă.
Harta reologică — măsoară vâscozitatea aparentă la viteze de forfecare scăzute, medii și mari (echivalent 0,1–1000 s⁻¹).
Pierderea filtrului API și HPHT - măsurați cu polimer și fluid de bază pentru a cuantifica îmbunătățirea.
Stabilitate termică și la forfecare — îmbătrânește probele la temperatura statică de fundul găurii și aplică cicluri de forfecare.
Test de debit sau de deteriorare - pentru finalizare/cimentare, măsurați permeabilitatea reziduală după expunere și curățare.

Cele mai bune practici de amestecare, manipulare și dozare

Amestecarea corectă evită cocoloașele și asigură o hidratare completă. Urmați îndrumările producătorului pentru gradele de pulbere față de emulsie și utilizați întotdeauna o prediluare sau un rezervor de hidratare atunci când este recomandat.

Pulbere PAM: pre-umedă sau folosiți un dizolvant de forfecare; adăugați pudra încet în apă agitată sau în saramură pentru a preveni aglomerarea.
Emulsie/soluție PAM: se diluează până la concentrația de lucru (de obicei 0,1–1% g/g pentru soluții de polimer) înainte de dozarea în sistemul de circulație.
Folosiți pompe dozatoare calibrate și filtre pentru linia de verificare pentru a preveni coloanele polimerice și blocarea pompei.
Înregistrați numerele de lot, vechimea soluției și condițiile de depozitare; cele mai multe soluții PAM hidratate au termen de valabilitate limitat la temperaturi ridicate.

Compatibilitate, interacțiuni și depanare comună

Problemele apar în mod obișnuit din cauza nepotrivirii sarcinii polimerului față de compoziția saramură, supradozaj sau hidratare slabă. Această secțiune enumeră simptomele și remediile practice.

▶ Probleme și remedieri tipice

Simptom: Viscozitatea rapidă crește sau gelificare. Remediere: Verificați tipul de polimer față de nivelul ionilor multivalenți; reduceți doza sau treceți la gradul neionic/cu încărcare scăzută.
Simptom: Puțină sau deloc îmbunătățirea pierderii de lichide. Remediere: Verificați greutatea moleculară (MW mai mare, de obicei, mai bine pentru formare de punte), confirmați dispersia corespunzătoare și timpul suficient de amestecare.
Simptom: Probleme de pompare sau stringere. Remediere: Asigurați-vă diluția corespunzătoare, utilizați sitări inline și verificați compatibilitatea pompei cu soluția hidratată.
Simptom: Deteriorări ale formațiunii sau curățare proastă. Remediere: Utilizați PAM cu reziduuri mai mici sau clase cu lanț mai scurt și confirmați performanța de curățare a miezului în testele de laborator.

Considerații de mediu, sănătate și siguranță

PAM și soluțiile sale au, în general, toxicitate acută scăzută, dar unele reziduuri de monomeri (acrilamidă) pot fi dăunătoare. Utilizați grade certificate cu conținut scăzut de monomeri pentru utilizarea pe câmpuri petroliere, urmați recomandările MSDS și gestionați descărcarea conform reglementărilor locale.

Selectați formulări cu reziduuri scăzute de acrilamidă (producătorii furnizează specificații pentru monomeri).
Furnizați EIP la manipularea pulberilor și soluțiilor concentrate; evita inhalarea prafului.
Tratați deșeurile uzate care conțin polimeri cu separarea convențională a solidelor și urmați regulile de evacuare din mediu pentru jurisdicția dvs.

Referință rapidă - intervale de dozare tipice

Tabelul de mai jos rezumă dozele inițiale conservatoare. Confirmați întotdeauna cu teste de laborator; acestea sunt puncte de plecare pentru verificarea pe bancă.

Aplicație	Doza inițială tipică	Note
Fluid de foraj — reologie/filtrare	0,05–2,0 kg/m³ (0,05–2,0 g/L)	Doze mai mici pentru ajustarea vâscozității; mai mare pentru reducerea filtrării sau floculare.
Fluide de completare — pierderi de fluide și control al argilei	0,5–5 g/L în soluție de lucru (sau ca soluție 0,1–0,5%)	Utilizați note cu reziduuri scăzute; confirmați curățarea în testele de bază.
Suspensii de ciment — pierderi de fluide/reologie	0,1–1,0% în greutate apă (verificați cu teste de îngroșare)	Dozați conservator și măsurați impactul timpului de îngroșare.

Lista de verificare înainte de angajare

Confirmați gradul exact de polimer și conținutul de monomer cu documentația furnizorului.
Efectuați teste de reologie și filtrare HPHT la temperaturi și salinități planificate.
Pregătiți procedura de amestecare/diluare și planul de dozare, inclusiv metoda de rezervă.
Monitorizare planificată: măsurați reologia, API/HPHT FL și performanța de îndepărtare a solidelor la intervale regulate.
Comunicați echipajului regulile de manipulare EHS și pașii de răspuns la scurgeri.

Concluzie — poliacrilamida este un aditiv flexibil, de înaltă performanță pentru aplicații de foraj, completare și cimentare, atunci când gradul, doza și manipularea sunt potrivite condițiilor puțului și verificate prin teste de laborator. Dozarea inițială conservatoare, amestecarea disciplinată și monitorizarea de rutină a performanței vor maximiza beneficiile și vor minimiza riscurile de formare și operaționale.