Введение
"Фенольная смола«это широкий термин, охватывающий материалы с различной химической структурой, профилями растворимости и промышленным применением (Пилато, 2010). В контексте нефтяных месторождений использование этого термина без дополнительных уточнений может создать двусмысленность в отношении идентичности продукта и его предполагаемой функции.
Сам по себе термин «фенольная смола» не означает, что продукт является водорастворимым, вододиспергируемым или пригодным для использования в буровом растворе. В одном из цитируемых патентов описана конкретная модифицированная формула сульфированной фенольной смолы, разработанная для применения в буровых растворах (Zhang et al., 2017). Это описание конкретного состава не следует рассматривать как доказательство того, что генерическая фенольная смола или каждая марка сульфированной фенольной смолы будут обеспечивать одинаковые характеристики.
Генерическая фенольная смола и модифицированные добавки к буровым растворам
Обычные фенольные смолы производятся в результате реакций между фенольными соединениями и альдегидами. В зависимости от соотношения реагентов, катализатора и условий реакции системы фенольных смол могут включать новолачные и резольные структуры (Pilato, 2010).
Общее обозначение фенольной смолы не указывает на то, обладает ли конкретная марка водными свойствами, необходимыми для бурового раствора на водной основе. Поэтому идентичность продукта должна быть установлена с помощью его технической документации, включая заявленный химический тип, форму продукта, предполагаемое применение и соответствующие спецификации поставки.
В цитируемом патенте описана модифицированная сульфированная фенольная смола, приготовленная для конкретного применения в качестве бурового раствора (Чжан и др., 2017). Его состав и заявленное назначение специфичны для этой запатентованной рецептуры. Солеустойчивость и устойчивость к двухвалентным ионам следует проверять для отдельного продукта в предполагаемом рассоле и готовом составе бурового раствора, а не делать выводы из названия материала.
Документированное применение бурового раствора
В цитируемом патенте описана конкретная модифицированная рецептура сульфированной фенольной смолы, разработанная для контроля водоотдачи в высокотемпературном буровом растворе на водной основе (Чжан и др., 2017).
Контроль водоотдачи следует отличать от других функций бурового раствора (Darley & Gray, 1988):
Контроль водоотдачи снижает объем жидкого фильтрата, проходящего через фильтровальную корку в проницаемый пласт.
Модификация вязкости достигается путем выбора и обработки глин, биополимеров, синтетических полимеров или других модификаторов реологии.
Стратегии укрепления ствола скважины могут включать в себя закупоривающие материалы соответствующего размера и другие подходы к составлению рецептур, выбранные с учетом условий пласта и давления.
Ингибирование сланцев направлено на контроль гидратации, набухания и дисперсии глины.
Добавку для контроля водоотдачи не следует автоматически классифицировать как загуститель, ингибитор глин, закупоривающий материал или упрочнитель ствола скважины. Эти функции требуют отдельной оценки в рамках всей системы бурового раствора.
Реология и поведение при фильтрации
Характеристики потери жидкости и реологическая реакция должны оцениваться отдельно. Увеличение вязкости или прочности геля само по себе не означает, что добавка улучшает характеристики бурового раствора.
Реологическая реакция зависит от конкретного продукта, уровня обработки, состава грязи и условий старения. Соответствующие измерения могут включать кажущуюся вязкость, пластическую вязкость, предел текучести и прочность геля до и после указанной процедуры старения.
Квалификация применения должна включать тестирование полного состава при определенных условиях старения и измерения. Применимые API, ISO или процедуры заказчика могут обеспечить последовательную основу для сравнения результатов (Дарли и Грей, 1988; Американский институт нефти, 2019; Международная организация по стандартизации, 2008).
Доказательства производительности и их ограничения
Патент, цитируемый в этой статье, описывает одну модифицированную сульфонированную фенольную смолу, предназначенную для использования в буровых растворах (Zhang et al., 2017). Он не устанавливает эффективность обычной фенольной смолы, другой рецептуры сульфированной фенольной смолы или любого непроверенного коммерческого сорта.
Детальное поведение потенциальной добавки зависит от ее химического состава и состава бурового раствора. Поэтому его характеристики следует оценивать с использованием определенных условий испытаний и репрезентативных базовых жидкостей.
Соответствующие оценки могут включать:
- Объем фильтрата при выбранных условиях испытания
- Реологические свойства до и после старения
- Наблюдаемая толщина и состояние фильтрационной корки
- Поведение в пресной, морской воде или предполагаемом рассоле
- Реакция на соответствующие концентрации соли и двухвалентных ионов
- Совместимость с полным пакетом присадок.
- Стабильность продукта в предлагаемых условиях старения
Данные о фильтрационной корке следует сообщать отдельно от измеренного объема фильтрата. Более тонкую фильтровальную корку нельзя автоматически считать менее проницаемой, если проницаемость не была оценена с использованием соответствующего метода.
Параметры квалификации и тестирования
Для покупателей, оценивающихфенольная смола для нефтепромыслового примененияхимическая идентичность и предполагаемая функция продукта должны быть подтверждены до того, как будут сделаны предположения о характеристиках бурового раствора. Прежде чем оценивать модифицированную сульфированную фенольную смолу для применения в качестве бурового раствора на водной основе, группы по закупкам и инженерам должны подтвердить следующую информацию.
Химическая идентичность
Подтвердите заявленный тип химического вещества и определите, предназначен ли продукт специально для использования в буровых растворах.
Форма продукта
Определите, поставляется ли продукт в виде порошка, раствора, дисперсии или другой формы, соответствующей условиям обращения и рецептуры.
Растворимость или диспергируемость
Оценивайте поведение продукта в предполагаемой водной фазе, а не предполагайте совместимость, исходя из названия продукта.
Активное или сухое содержание
Подтвердите применимую спецификацию расходных материалов и основу, использованную для расчета уровней обработки.
Условия старения и испытаний
Определите температуру старения, продолжительность старения, статическую или динамическую процедуру и последующую температуру испытаний. Лабораторную температуру старения не следует автоматически рассматривать как эквивалент статической или циркуляционной температуры забоя.
Реологический ответ
Измерьте соответствующие реологические свойства до и после старения всей рецептуры.
Производительность фильтрации
Проведите тестирование фильтрации с использованием применимого API, ISO или процедуры заказчика. Должны быть четко определены выбранный метод, температура, перепад давления, продолжительность испытания и основа отчетности.
Солевые и двухвалентные ионные условия
Оцените продукт-кандидат в предполагаемой системе пресной, морской воды или рассола и в соответствующих условиях загрязнения.
Совместимость системы
Испытайте продукт с реальными глинами, утяжелителями, полимерами, солями и другими добавками, которые входят в полный состав.
Безопасность, хранение и обращение
Ознакомьтесь с паспортом безопасности продукта, требованиями к хранению, информацией о сроке годности и рекомендациями по обращению.
API RP 13B-1 и ISO 10414-1 предусматривают процедуры полевых испытаний буровых растворов на водной основе (Американский институт нефти, 2019; Международная организация по стандартизации, 2008). Эти стандарты поддерживают последовательное тестирование и отчетность; они не устанавливают эффективность конкретной добавки и не гарантируют ее пригодность для конкретной скважины.
Ограничения
Общее обозначение фенольной смолы не указывает на то, что ее марка является водорастворимой, вододиспергируемой или предназначена для непосредственного использования в буровом растворе на водной основе.
Термическое сопротивление необработанного полимера не определяет его эффективность в составе сложного раствора. Температурный отклик необходимо оценивать при определенных условиях старения и испытаний.
Добавка для контроля водоотдачи самостоятельно не устраняет структурную нестабильность ствола скважины, поглощение циркуляции, реактивность сланца или неадекватные характеристики подвески.
Результаты, полученные для одного запатентованного препарата, не могут быть перенесены на другой продукт без соответствующего тестирования. Аттестация продукта должна основываться на фактическом составе, уровне обработки, составе жидкости и предполагаемых условиях эксплуатации.
Заключение
В цитируемом патенте описана одна конкретная модифицированная формула сульфированной фенольной смолы, разработанная для контроля водоотдачи в высокотемпературном буровом растворе на водной основе (Zhang et al., 2017). Эти данные не подтверждают эффективность обычной фенольной смолы или любого продукта из модифицированной сульфированной фенольной смолы.
Пригодность продукта должна определяться на основании его точной идентичности, технической документации и характеристик в полной рецептуре бурового раствора. Поведение по водоотдаче, реология, реакция на соль и двухвалентные ионы, а также совместимость добавок следует оценивать с использованием определенных и репрезентативных условий испытаний.
Профессиональный призыв к действию
При обсуждении модифицированной сульфированной фенольной смолы для применения в качестве бурового раствора на водной основе просьба предоставить следующую информацию:
- Тип базового раствора
- Точная идентичность и форма продукта.
- Состав пресной, морской воды или рассола
- Целевые температуры испытаний и старения
- Процедура и продолжительность выдержки
- Плотность бурового раствора и загрузка твердых частиц
- Целевая производительность фильтрации
- Реологические требования
- Солевые и двухвалентные ионные условия
- Полный пакет присадок
- Применимый API, ISO или метод тестирования клиента
Эта информация обеспечивает основу для обсуждения идентичности продукта, совместимости рецептур и квалификационных требований. Оно не заменяет тестирование всей системы бурового раствора в репрезентативных условиях.
Ссылки
- Американский нефтяной институт. (2019). Рекомендуемая практика полевых испытаний буровых растворов на водной основе (API RP 13B-1, 5-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Американский институт нефти.
- Дарли, HCH, и Грей, GR (1988). Состав и свойства растворов для бурения и заканчивания (5-е изд.). Издательство Галф.
- Международная организация по стандартизации. (2008). Нефтяная и газовая промышленность. Полевые испытания буровых растворов. Часть 1. Растворы на водной основе (ISO 10414-1:2008). Женева: Международная организация по стандартизации.
- Пилато, Л. (Ред.). (2010). Фенольные смолы: столетие прогресса. Шпрингер Берлин Гейдельберг.https://doi.org/10.1007/978-3-642-04714-5
- Чжан, Юн, Ван, Бяо, Лю, Сяодун, Лю, Цзяньцзюнь, Ма, Юнлэ, Чжу, Хунвэй и Ма, Сюэцинь. (2017). Способ получения жаростойкой модифицированной сульфированной фенолформальдегидной смолы для буровых растворов] (Патент Китая № CN104788634B). Тяньцзиньская компания боксерских инженерных технологий CNPC, Ltd.