Uvod
"Fenolna smola" je širok pojam koji obuhvaća materijale s različitim kemijskim strukturama, profilima topivosti i industrijskim primjenama (Pilato, 2010.). U kontekstu naftnih polja, korištenje ovog izraza bez dodatnih kvalifikacija može stvoriti dvosmislenost u vezi s identitetom proizvoda i predviđenom funkcijom.
Sam izraz "fenolna smola" ne dokazuje da je proizvod topiv u vodi, disperzibilan u vodi ili prikladan za upotrebu u tekućini za bušenje. Jedan citirani patent dokumentira specifičnu modificiranu formulaciju sulfonirane fenolne smole razvijenu za primjenu tekućine za bušenje (Zhang et al., 2017.). Ovo otkriće specifično za formulaciju ne bi se trebalo smatrati dokazom da će generička fenolna smola ili svaka vrsta sulfonirane fenolne smole pružiti istu izvedbu.
Generičke fenolne smole i modificirani aditivi za tekućine za bušenje
Konvencionalne fenolne smole proizvode se reakcijama između fenolnih spojeva i aldehida. Ovisno o omjeru reaktanata, katalizatoru i reakcijskim uvjetima, sustavi fenolne smole mogu uključivati strukture novolaka i rezola (Pilato, 2010.).
Generička oznaka fenolne smole ne pokazuje posjeduje li određena klasa vodeno ponašanje potrebno u tekućini za bušenje na bazi vode. Stoga se identitet proizvoda mora utvrditi kroz njegovu tehničku dokumentaciju, uključujući njegovu deklariranu kemijsku vrstu, oblik proizvoda, namjeravanu primjenu i relevantne specifikacije opskrbe.
Navedeni patent opisuje modificiranu sulfoniranu fenolnu smolu pripremljenu za specifičnu primjenu tekućine za bušenje (Zhang et al., 2017.). Njegov sastav i prijavljena svrha specifični su za tu patentiranu formulaciju. Toleranciju na sol i otpornost na dvovalentne ione treba provjeriti za pojedinačni proizvod u predviđenoj slanoj otopini i kompletnoj formulaciji isplake, a ne zaključivati iz naziva materijala.
Dokumentirana primjena tekućine za bušenje
Navedeni patent dokumentira specifičnu modificiranu formulaciju sulfonirane fenolne smole razvijenu za kontrolu gubitka tekućine u tekućini za bušenje na bazi vode pri visokim temperaturama (Zhang et al., 2017.).
Kontrola gubitka fluida mora se razlikovati od ostalih funkcija fluida za bušenje (Darley & Gray, 1988.):
Kontrola gubitka tekućine smanjuje volumen tekućeg filtrata koji prolazi kroz filtarski kolač u propusnu formaciju.
Modifikacijom viskoznosti upravlja se odabirom i obradom glina, biopolimera, sintetičkih polimera ili drugih modifikatora reologije.
Strategije jačanja bušotine mogu uključivati premosne materijale odgovarajuće veličine i druge pristupe formulaciji odabrane za uvjete formacije i tlaka.
Inhibicija gline usmjerena je na kontrolu hidratacije, bubrenja i disperzije gline.
Aditiv za kontrolu gubitka tekućine ne bi se trebao automatski klasificirati kao viskozifikator, inhibitor škriljevca, premosni materijal ili sredstvo za ojačavanje bušotine. Ove funkcije zahtijevaju odvojenu procjenu unutar cijelog sustava tekućine za bušenje.
Reologija i ponašanje filtracije
Učinkovitost gubitka tekućine i reološki odgovor trebaju se procijeniti odvojeno. Povećanje viskoznosti ili čvrstoće gela samo po sebi ne znači da aditiv poboljšava učinkovitost tekućine za bušenje.
Reološki odgovor ovisi o specifičnom proizvodu, razini tretmana, sastavu blata i uvjetima starenja. Relevantna mjerenja mogu uključivati prividnu viskoznost, plastičnu viskoznost, granicu tečenja i čvrstoću gela prije i nakon navedenog postupka starenja.
Kvalifikacija primjene treba uključivati ispitivanje kompletne formulacije pod definiranim uvjetima starenja i mjerenja. Primjenjivi API, ISO ili korisnički postupci mogu pružiti dosljednu osnovu za usporedbu rezultata (Darley & Gray, 1988.; Američki institut za naftu, 2019.; Međunarodna organizacija za standardizaciju, 2008.).
Dokazi o učinku i njihova ograničenja
Patent citiran u ovom članku opisuje jednu modificiranu sulfoniranu fenolnu smolu specifičnu za formulaciju za korištenje tekućine za bušenje (Zhang et al., 2017.). Ne utvrđuje učinkovitost generičke fenolne smole, druge formulacije sulfonirane fenolne smole ili bilo koje neprovjerene komercijalne kvalitete.
Detaljno ponašanje aditiva kandidata ovisi o njegovom kemijskom sastavu i kompletnoj formulaciji isplake. Njegovu izvedbu stoga treba procijeniti pomoću definiranih uvjeta ispitivanja i reprezentativnih baznih tekućina.
Relevantne procjene mogu uključivati:
- Volumen filtra pod odabranim uvjetima ispitivanja
- Reološka svojstva prije i poslije starenja
- Uočljiva debljina i stanje filtarskog kolača
- Ponašanje u slatkoj vodi, morskoj vodi ili predviđenoj salamuri
- Odziv na relevantne koncentracije soli i dvovalentnih iona
- Kompatibilnost s kompletnim paketom aditiva
- Stabilnost proizvoda u predloženim uvjetima starenja
Opažanja filtarskog kolača treba prijaviti odvojeno od izmjerenog volumena filtrata. Tanji filterski kolač ne bi se trebao automatski opisati kao manje propusni osim ako je propusnost procijenjena odgovarajućom metodom.
Parametri kvalifikacije i testiranja
Za kupce koji procjenjujufenolne smole za primjenu u naftnim poljima, kemijski identitet i namjeravanu funkciju proizvoda treba potvrditi prije pretpostavke učinkovitosti tekućine za bušenje. Prije procjene modificirane sulfonirane fenolne smole za primjenu tekućine za bušenje na bazi vode, timovi za nabavu i inženjering trebali bi potvrditi sljedeće informacije.
Kemijski identitet
Potvrdite deklarirani tip kemikalije i odredite je li proizvod posebno namijenjen za korištenje tekućine za bušenje.
Oblik proizvoda
Utvrdite je li proizvod isporučen kao prašak, otopina, disperzija ili neki drugi oblik relevantan za rukovanje i formulaciju.
Topljivost ili disperzibilnost
Procijenite ponašanje proizvoda u predviđenoj vodenoj fazi umjesto da pretpostavljate kompatibilnost iz naziva proizvoda.
Sadržaj aktivnih ili krutih tvari
Potvrdite primjenjivu specifikaciju opskrbe i osnovu koja se koristi za izračun razina tretmana.
Starenje i uvjeti ispitivanja
Definirajte temperaturu starenja, trajanje starenja, statički ili dinamički postupak i naknadnu temperaturu ispitivanja. Laboratorijska temperatura starenja ne bi se trebala automatski tretirati kao ekvivalentna statičnoj ili cirkulirajućoj temperaturi na dnu bušotine.
Reološki odgovor
Izmjerite relevantna reološka svojstva prije i nakon starenja u cijeloj formulaciji.
Performanse filtracije
Provedite testiranje filtracije koristeći primjenjivi API, ISO ili korisnički postupak. Odabrana metoda, temperatura, razlika tlaka, trajanje ispitivanja i osnova za izvješćivanje trebaju biti jasno identificirani.
Uvjeti soli i dvovalentnih iona
Ocijenite proizvod kandidata u predviđenom sustavu slatke vode, morske vode ili slane vode i pod relevantnim uvjetima kontaminacije.
Kompatibilnost sustava
Testirajte proizvod sa stvarnim glinama, utezima, polimerima, solima i drugim dodacima koji se očekuju u kompletnoj formulaciji.
Sigurnost, skladištenje i rukovanje
Pregledajte sigurnosno-tehnički list proizvoda, zahtjeve skladištenja, informacije o roku trajanja i upute za rukovanje.
API RP 13B-1 i ISO 10414-1 pružaju postupke za terensko ispitivanje tekućina za bušenje na bazi vode (Američki institut za naftu, 2019.; Međunarodna organizacija za standardizaciju, 2008.). Ovi standardi podržavaju dosljedno testiranje i izvješćivanje; oni ne utvrđuju učinak određenog aditiva niti jamče njegovu prikladnost za određenu bušotinu.
Ograničenja
Generička oznaka fenolne smole ne utvrđuje da je klasa topljiva u vodi, dispergirana u vodi ili namijenjena za izravnu upotrebu u tekućini za bušenje na bazi vode.
Toplinska otpornost sirovog polimera ne utvrđuje njegovu učinkovitost unutar složene formulacije isplake. Temperaturni odziv mora se ocijeniti pod definiranim uvjetima starenja i ispitivanja.
Aditiv za kontrolu gubitka tekućine ne rješava neovisno strukturnu nestabilnost bušotine, gubitak cirkulacije, reaktivnost škriljca ili neadekvatnu izvedbu suspenzije.
Rezultati prijavljeni za jednu patentiranu formulaciju ne mogu se prenijeti na drugi proizvod bez odgovarajućeg testiranja. Kvalifikacija proizvoda trebala bi se temeljiti na stvarnoj formulaciji, razini tretmana, sastavu tekućine i predviđenim radnim uvjetima.
Zaključak
Navedeni patent dokumentira jednu specifičnu modificiranu formulaciju sulfonirane fenolne smole razvijenu za kontrolu gubitka tekućine u tekućini za bušenje na bazi vode pri visokim temperaturama (Zhang et al., 2017.). Ovaj dokaz ne utvrđuje učinkovitost generičke fenolne smole ili svakog modificiranog proizvoda od sulfonirane fenolne smole.
Prikladnost proizvoda mora se utvrditi na temelju njegovog točnog identiteta, tehničke dokumentacije i izvedbe u kompletnoj formulaciji tekućine za bušenje. Ponašanje pri gubitku tekućine, reologija, odziv soli i dvovalentnih iona te kompatibilnost aditiva treba ocijeniti korištenjem definiranih i reprezentativnih uvjeta ispitivanja.
Profesionalni CTA
Kada raspravljate o modificiranoj sulfoniranoj fenolnoj smoli za primjenu tekućine za bušenje na bazi vode, navedite sljedeće informacije:
- Tip baze-blato
- Točan identitet proizvoda i oblik proizvoda
- Sastav slatke vode, morske vode ili salamure
- Ciljane temperature ispitivanja i starenja
- Postupak i trajanje starenja
- Gustoća isplake i opterećenje čvrstim tvarima
- Ciljana izvedba filtracije
- Reološki zahtjevi
- Uvjeti soli i dvovalentnih iona
- Kompletan paket aditiva
- Primjenjivi API, ISO ili metoda testiranja korisnika
Ove informacije pružaju osnovu za raspravu o identitetu proizvoda, kompatibilnosti formulacije i kvalifikacijskim zahtjevima. Ne zamjenjuje testiranje kompletnog sustava tekućine za bušenje u reprezentativnim uvjetima.
Reference
- Američki institut za naftu. (2019). Preporučena praksa za terensko ispitivanje tekućina za bušenje na bazi vode (API RP 13B-1, 5. izdanje). Washington, DC: Američki institut za naftu.
- Darley, HCH i Gray, GR (1988). Sastav i svojstva fluida za bušenje i završetak (5. izdanje). Gulf Publishing Company.
- Međunarodna organizacija za standardizaciju. (2008). Industrija nafte i prirodnog plina - Ispitivanje tekućina za bušenje na terenu - 1. dio: Tekućine na bazi vode (ISO 10414-1:2008). Ženeva: Međunarodna organizacija za standardizaciju.
- Pilato, L. (Ur.). (2010). Fenolne smole: stoljeće napretka. Springer Berlin Heidelberg.https://doi.org/10.1007/978-3-642-04714-5
- Zhang, Yong, Wang, Biao, Liu, Xiaodong, Liu, Jianjun, Ma, Yongle, Zhu, Hongwei i Ma, Xueqin. (2017). Metoda pripreme modificirane sulfonirane fenol-formaldehidne smole otporne na visoke temperature za tekućine za bušenje] (Kineski patent br. CN104788634B). Tianjin CNPC Boxing Engineering Technology Co., Ltd.