Vilken är marknadens efterfrågan på fenolharts av elektronisk kvalitet?

Introduktion

"Fenolharts" är ett brett begrepp som omfattar material med olika kemiska strukturer, löslighetsprofiler och industriella tillämpningar (Pilato, 2010). I oljefältssammanhang kan användning av denna term utan ytterligare kvalifikationer skapa oklarheter angående en produkts identitet och avsedda funktion.

Termen "fenolharts" ensam fastställer inte att en produkt är vattenlöslig, vattendispergerbar eller lämplig för användning i en borrvätska. Ett citerat patent dokumenterar en specifik modifierad sulfonerad fenolhartsformulering utvecklad för en borrvätskeapplikation (Zhang et al., 2017). Denna formuleringsspecifika beskrivning bör inte behandlas som bevis på att generiskt fenolharts eller varje sulfonerad fenolhartskvalitet kommer att ge samma prestanda.

Generiskt fenolharts och modifierade borrvätsketillsatser

Konventionella fenolhartser framställs genom reaktioner mellan fenolföreningar och aldehyder. Beroende på reaktantförhållande, katalysator och reaktionsförhållanden kan fenolhartssystem innefatta novolack- och resolstrukturer (Pilato, 2010).

En generisk fenolhartsbeteckning indikerar inte om en viss kvalitet har det vattenhaltiga beteende som krävs i en vattenbaserad borrvätska. Produktidentitet måste därför fastställas genom dess tekniska dokumentation, inklusive dess deklarerade kemiska typ, produktform, avsedd användning och relevanta leveransspecifikationer.

Det citerade patentet beskriver ett modifierat sulfonerat fenolharts framställt för en specifik borrvätskeapplikation (Zhang et al., 2017). Dess sammansättning och rapporterade syfte är specifika för den patenterade formuleringen. Salttolerans och motståndskraft mot tvåvärda joner bör verifieras för den individuella produkten i den avsedda saltlösningen och kompletta lerberedningen i stället för att härledas från materialnamnet.

Dokumenterad borrvätskaapplikation

Det citerade patentet dokumenterar en specifik modifierad sulfonerad fenolhartsformulering utvecklad för kontroll av vätskeförlust i en vattenbaserad högtemperaturborrvätska (Zhang et al., 2017).

Vätskeförlustkontroll måste särskiljas från andra borrvätskefunktioner (Darley & Gray, 1988):

Kontroll av vätskeförlust minskar volymen av flytande filtrat som passerar genom filterkakan till en permeabel formation.

Viskositetsmodifiering hanteras genom val och behandling av leror, biopolymerer, syntetiska polymerer eller andra reologimodifierare.

Förstärkningsstrategier för borrhål kan involvera överbryggningsmaterial av lämplig storlek och andra formuleringsmetoder som väljs för bildnings- och tryckförhållandena.

Skifferhämning fokuserar på att kontrollera lerans hydrering, svullnad och dispersion.

En vätskeförlustkontrolltillsats bör inte automatiskt klassificeras som ett viskositetsmedel, skifferhämmare, överbryggande material eller borrhålsförstärkande medel. Dessa funktioner kräver separat utvärdering inom hela borrvätskesystemet.

Reologi och filtreringsbeteende

Vätskeförlustprestanda och reologisk respons bör utvärderas separat. En ökning i viskositet eller gelstyrka fastställer inte i sig att en tillsats förbättrar borrvätskans prestanda.

Det reologiska svaret beror på den specifika produkten, behandlingsnivån, lersammansättningen och åldringsförhållandena. Relevanta mätningar kan inkludera skenbar viskositet, plastisk viskositet, sträckgräns och gelstyrka före och efter den specificerade åldringsproceduren.

Ansökningskvalificering bör inkludera testning i den fullständiga formuleringen under definierade åldrings- och mätningsförhållanden. Tillämpliga API-, ISO- eller kundprocedurer kan ge en konsekvent grund för att jämföra resultat (Darley & Gray, 1988; American Petroleum Institute, 2019; International Organization for Standardization, 2008).

Prestationsbevis och dess gränser

Patentet som citeras i denna artikel beskriver ett formuleringsspecifikt modifierat sulfonerat fenolharts för användning i borrvätska (Zhang et al., 2017). Den fastställer inte prestandan hos generiskt fenolharts, en annan formulering av sulfonerad fenolharts eller någon oprövad kommersiell kvalitet.

Det detaljerade beteendet hos en tillsatskandidat beror på dess kemi och den fullständiga lerberedningen. Dess prestanda bör därför bedömas med hjälp av definierade testförhållanden och representativa basvätskor.

Relevanta utvärderingar kan inkludera:

• Filtrera volymen under de valda testförhållandena
• Reologiska egenskaper före och efter åldrande
• Observerbar filterkakans tjocklek och skick
• Beteende i sötvatten, havsvatten eller den avsedda saltlösningen
• Svar på relevanta salt- och tvåvärda jonerkoncentrationer
• Kompatibilitet med det kompletta tillsatspaketet
• Produktstabilitet under de föreslagna åldringsförhållandena

Observationer av filterkaka ska rapporteras separat från uppmätt filtratvolym. En tunnare filterkaka ska inte automatiskt beskrivas som mindre permeabel om inte permeabiliteten har utvärderats med en lämplig metod.

Kvalifikations- och testparametrar

För köpare som utvärderarfenolharts för oljefältsapplikationer, kemisk identitet och avsedd produktfunktion bör bekräftas innan borrvätskans prestanda antas. Innan man utvärderar ett modifierat sulfonerat fenolharts för en vattenbaserad borrvätskeapplikation, bör inköps- och ingenjörsteam bekräfta följande information.

Kemisk identitet

Bekräfta den deklarerade kemikalietypen och avgör om produkten är specifikt avsedd för borrvätska.

Produktform

Identifiera om produkten levereras som pulver, lösning, dispersion eller annan form som är relevant för hantering och formulering.

Löslighet eller dispergerbarhet

Utvärdera produktens beteende i den avsedda vattenfasen snarare än att anta kompatibilitet från dess produktnamn.

Innehåll av aktiva eller fasta ämnen

Bekräfta tillämplig leveransspecifikation och den grund som används för att beräkna behandlingsnivåer.

Åldrande och testförhållanden

Definiera åldringstemperatur, åldringslängd, statisk eller dynamisk procedur och efterföljande testtemperatur. Laboratorieåldringstemperatur bör inte automatiskt behandlas som likvärdig med bottenhålets statiska eller cirkulerande temperatur.

Reologisk respons

Mät relevanta reologiska egenskaper före och efter åldring i den kompletta formuleringen.

Filtreringsprestanda

Genomför filtreringstestning med tillämpligt API, ISO eller kundförfarande. Den valda metoden, temperatur, tryckskillnad, testlängd och rapporteringsgrund bör tydligt identifieras.

Salt och tvåvärda joner

Utvärdera kandidatprodukten i det avsedda sötvatten-, havsvatten- eller saltlösningssystemet och under relevanta föroreningsförhållanden.

Systemkompatibilitet

Testa produkten med de faktiska lerorna, viktningsmaterialen, polymererna, salterna och andra tillsatser som förväntas i den fullständiga formuleringen.

Säkerhet, förvaring och hantering

Läs igenom produktens säkerhetsdatablad, lagringskrav, hållbarhetsinformation och hanteringsanvisningar.

API RP 13B-1 och ISO 10414-1 tillhandahåller procedurer för fälttestning av vattenbaserade borrvätskor (American Petroleum Institute, 2019; International Organization for Standardization, 2008). Dessa standarder stöder konsekvent testning och rapportering; de fastställer inte prestandan för en viss tillsats eller garanterar dess lämplighet för en specifik brunn.

Begränsningar

En generisk beteckning för fenolharts fastställer inte att en kvalitet är vattenlöslig, vattendispergerbar eller avsedd för direkt användning i en vattenbaserad borrvätska.

Den termiska motståndskraften hos en rå polymer fastställer inte dess prestanda i en komplex lerberedning. Temperaturresponsen måste utvärderas under definierade åldrings- och testförhållanden.

En vätskeförlustkontrolltillsats löser inte självständigt strukturell borrhålsinstabilitet, förlorad cirkulation, skifferreaktivitet eller otillräcklig suspensionsprestanda.

Resultat som rapporterats för en patenterad formulering kan inte överföras till en annan produkt utan lämplig testning. Produktkvalificeringen bör baseras på den faktiska formuleringen, behandlingsnivån, vätskesammansättningen och avsedda driftsförhållanden.

Slutsats

Det citerade patentet dokumenterar en specifik modifierad sulfonerad fenolhartsformulering utvecklad för vätskeförlustkontroll i en vattenbaserad högtemperaturborrvätska (Zhang et al., 2017). Detta bevis fastställer inte prestandan hos generiskt fenolharts eller alla modifierade sulfonerade fenolhartsprodukter.

En produkts lämplighet måste bestämmas utifrån dess exakta identitet, tekniska dokumentation och prestanda i den kompletta borrvätskans formulering. Vätskeförlustbeteende, reologi, svar på salt och tvåvärda joner och tillsatskompatibilitet bör utvärderas med definierade och representativa testförhållanden.

Professionell CTA

När du diskuterar ett modifierat sulfonerat fenolharts för en vattenbaserad borrvätska, vänligen ange följande information:

• Bas-lera typ
• Exakt produktidentitet och produktform
• Sötvatten, havsvatten eller saltlösning
• Måltest och åldringstemperaturer
• Åldringsförfarande och varaktighet
• Slamdensitet och laddning av fasta ämnen
• Målfiltreringsprestanda
• Reologiska krav
• Salt och tvåvärda joner
• Komplett tillsatspaket
• Tillämplig API, ISO eller kundtestmetod

Denna information ger en grund för att diskutera produktidentitet, formuleringskompatibilitet och kvalifikationskrav. Det ersätter inte testning av hela borrvätskesystemet under representativa förhållanden.

Referenser

1. American Petroleum Institute. (2019). Rekommenderad praxis för fälttestning av vattenbaserade borrvätskor (API RP 13B-1, 5:e upplagan). Washington, DC: American Petroleum Institute.
2. Darley, HCH, & Gray, GR (1988). Sammansättning och egenskaper hos borr- och kompletteringsvätskor (5:e upplagan). Gulf Publishing Company.
3. Internationella standardiseringsorganisationen. (2008). Petroleum- och naturgasindustri-Fältprovning av borrvätskor-Del 1: Vattenbaserade vätskor (ISO 10414-1:2008). Genève: Internationella standardiseringsorganisationen.
4. Pilato, L. (Red.). (2010). Fenolhartser: Ett sekel av framsteg. Springer Berlin Heidelberg.https://doi.org/10.1007/978-3-642-04714-5
5. Zhang, Yong, Wang, Biao, Liu, Xiaodong, Liu, Jianjun, Ma, Yongle, Zhu, Hongwei och Ma, Xueqin. (2017). Framställningsmetod för högtemperaturbeständigt modifierat sulfonerat fenol-formaldehydharts för borrvätskor] (kinesiskt patent nr CN104788634B). Tianjin CNPC Boxing Engineering Technology Co., Ltd.