Introdução
"Resina fenólica"é um termo amplo que abrange materiais com diferentes estruturas químicas, perfis de solubilidade e aplicações industriais (Pilato, 2010). Em contextos de campos petrolíferos, usar este termo sem qualificação adicional pode criar ambiguidade em relação à identidade e função pretendida de um produto.
O termo "resina fenólica" por si só não estabelece que um produto seja solúvel em água, dispersável em água ou adequado para uso em um fluido de perfuração. Uma patente citada documenta uma formulação específica de resina fenólica sulfonada modificada desenvolvida para uma aplicação em fluido de perfuração (Zhang et al., 2017). Esta divulgação específica da formulação não deve ser tratada como evidência de que a resina fenólica genérica ou qualquer grau de resina fenólica sulfonada proporcionará o mesmo desempenho.
Resina fenólica genérica e aditivos modificados para fluidos de perfuração
As resinas fenólicas convencionais são produzidas através de reações entre compostos fenólicos e aldeídos. Dependendo da proporção dos reagentes, do catalisador e das condições de reação, os sistemas de resina fenólica podem incluir estruturas novolac e resol (Pilato, 2010).
Uma designação genérica de resina fenólica não indica se um determinado grau possui o comportamento aquoso exigido em um fluido de perfuração à base de água. A identidade do produto deve, portanto, ser estabelecida através da sua documentação técnica, incluindo o tipo químico declarado, a forma do produto, a aplicação pretendida e as especificações de fornecimento relevantes.
A patente citada descreve uma resina fenólica sulfonada modificada preparada para uma aplicação específica de fluido de perfuração (Zhang et al., 2017). Sua composição e finalidade relatada são específicas daquela formulação patenteada. A tolerância ao sal e a resistência aos íons divalentes devem ser verificadas para o produto individual na salmoura pretendida e na formulação completa da lama, em vez de inferidas a partir do nome do material.
Aplicação documentada de fluido de perfuração
A patente citada documenta uma formulação específica de resina fenólica sulfonada modificada desenvolvida para controle de perda de fluido em um fluido de perfuração à base de água em alta temperatura (Zhang et al., 2017).
O controle de perda de fluido deve ser diferenciado de outras funções de fluido de perfuração (Darley & Gray, 1988):
O controle de perda de fluido reduz o volume de filtrado líquido que passa através da torta de filtro em uma formação permeável.
A modificação da viscosidade é gerenciada através da seleção e tratamento de argilas, biopolímeros, polímeros sintéticos ou outros modificadores de reologia.
Estratégias de reforço de poço podem envolver materiais de ponte de tamanho apropriado e outras abordagens de formulação selecionadas para as condições de formação e pressão.
A inibição do xisto concentra-se no controle da hidratação, inchaço e dispersão da argila.
Um aditivo de controle de perda de fluido não deve ser automaticamente classificado como viscosificante, inibidor de xisto, material de ponte ou agente de reforço de poço. Estas funções requerem avaliação separada dentro do sistema completo de fluido de perfuração.
Reologia e comportamento de filtração
O desempenho da perda de fluidos e a resposta reológica devem ser avaliados separadamente. Um aumento na viscosidade ou na resistência do gel não estabelece, por si só, que um aditivo melhore o desempenho do fluido de perfuração.
A resposta reológica depende do produto específico, do nível de tratamento, da composição da lama e das condições de envelhecimento. As medições relevantes podem incluir viscosidade aparente, viscosidade plástica, limite de escoamento e resistência do gel antes e depois do procedimento de envelhecimento especificado.
A qualificação da aplicação deve incluir testes na formulação completa sob condições definidas de envelhecimento e medição. Os procedimentos API, ISO ou do cliente aplicáveis podem fornecer uma base consistente para comparação de resultados (Darley & Gray, 1988; American Petroleum Institute, 2019; International Organization for Standardization, 2008).
Evidências de desempenho e seus limites
A patente citada neste artigo descreve uma resina fenólica sulfonada modificada específica de formulação para uso em fluido de perfuração (Zhang et al., 2017). Ela não estabelece o desempenho da resina fenólica genérica, de outra formulação de resina fenólica sulfonada ou de qualquer classe comercial não testada.
O comportamento detalhado de um aditivo candidato depende de sua química e da formulação completa da lama. Seu desempenho deve, portanto, ser avaliado utilizando condições de teste definidas e fluidos de base representativos.
Avaliações relevantes podem incluir:
- Volume de filtrado nas condições de teste selecionadas
- Propriedades reológicas antes e depois do envelhecimento
- Espessura e condição observáveis da torta de filtro
- Comportamento em água doce, água do mar ou na salmoura pretendida
- Resposta a concentrações relevantes de sal e íons divalentes
- Compatibilidade com o pacote completo de aditivos
- Estabilidade do produto nas condições de envelhecimento propostas
As observações da torta de filtro devem ser relatadas separadamente do volume medido do filtrado. Uma torta de filtro mais fina não deve ser automaticamente descrita como menos permeável, a menos que a permeabilidade tenha sido avaliada usando um método apropriado.
Parâmetros de qualificação e teste
Para compradores avaliandoresina fenólica para aplicações em campos petrolíferos, a identidade química e a função pretendida do produto devem ser confirmadas antes que o desempenho do fluido de perfuração seja assumido. Antes de avaliar uma resina fenólica sulfonada modificada para uma aplicação de fluido de perfuração à base de água, as equipes de compras e engenharia devem confirmar as seguintes informações.
Identidade química
Confirme o tipo de produto químico declarado e determine se o produto se destina especificamente ao uso de fluido de perfuração.
Formulário do produto
Identifique se o produto é fornecido na forma de pó, solução, dispersão ou outra forma relevante para manuseio e formulação.
Solubilidade ou dispersibilidade
Avalie o comportamento do produto na fase aquosa pretendida em vez de assumir a compatibilidade pelo nome do produto.
Conteúdo ativo ou sólido
Confirme a especificação de fornecimento aplicável e a base usada para calcular os níveis de tratamento.
Envelhecimento e condições de teste
Defina a temperatura de envelhecimento, a duração do envelhecimento, o procedimento estático ou dinâmico e a temperatura de teste subsequente. A temperatura de envelhecimento em laboratório não deve ser automaticamente tratada como equivalente à temperatura estática ou de circulação do fundo do poço.
Resposta reológica
Meça as propriedades reológicas relevantes antes e depois do envelhecimento na formulação completa.
Desempenho de filtragem
Realize testes de filtragem usando API, ISO ou procedimento do cliente aplicável. O método selecionado, a temperatura, o diferencial de pressão, a duração do teste e a base de relatório devem ser claramente identificados.
Condições de sal e íons divalentes
Avalie o produto candidato no sistema pretendido de água doce, água do mar ou salmoura e sob condições de contaminação relevantes.
Compatibilidade do sistema
Teste o produto com as argilas, materiais de ponderação, polímeros, sais e outros aditivos reais esperados na formulação completa.
Segurança, armazenamento e manuseio
Revise a Ficha de Dados de Segurança do produto, requisitos de armazenamento, informações de prazo de validade e orientações de manuseio.
API RP 13B-1 e ISO 10414-1 fornecem procedimentos para testes de campo de fluidos de perfuração à base de água (American Petroleum Institute, 2019; International Organization for Standardization, 2008). Esses padrões apoiam testes e relatórios consistentes; eles não estabelecem o desempenho de um aditivo específico nem garantem sua adequação para um poço específico.
Limitações
Uma designação genérica de resina fenólica não estabelece que um grau seja solúvel em água, dispersável em água ou destinado ao uso direto em um fluido de perfuração à base de água.
A resistência térmica de um polímero bruto não estabelece o seu desempenho dentro de uma formulação complexa de lama. A resposta à temperatura deve ser avaliada sob condições definidas de envelhecimento e teste.
Um aditivo de controle de perda de fluido não resolve de forma independente a instabilidade estrutural do poço, a perda de circulação, a reatividade do xisto ou o desempenho inadequado da suspensão.
Os resultados relatados para uma formulação patenteada não podem ser transferidos para outro produto sem testes apropriados. A qualificação do produto deve ser baseada na formulação real, no nível de tratamento, na composição do fluido e nas condições operacionais pretendidas.
Conclusão
A patente citada documenta uma formulação específica de resina fenólica sulfonada modificada desenvolvida para controle de perda de fluido em um fluido de perfuração à base de água de alta temperatura (Zhang et al., 2017). Esta evidência não estabelece o desempenho da resina fenólica genérica ou de cada produto de resina fenólica sulfonada modificada.
A adequação de um produto deve ser determinada a partir de sua identidade exata, documentação técnica e desempenho na formulação completa do fluido de perfuração. O comportamento de perda de fluido, a reologia, a resposta ao sal e aos íons divalentes e a compatibilidade dos aditivos devem ser avaliados usando condições de teste definidas e representativas.
CTA profissional
Ao discutir uma resina fenólica sulfonada modificada para uma aplicação de fluido de perfuração à base de água, forneça as seguintes informações:
- Tipo de lama base
- Identidade exata do produto e forma do produto
- Composição de água doce, água do mar ou salmoura
- Teste alvo e temperaturas de envelhecimento
- Procedimento e duração do envelhecimento
- Densidade de lama e carregamento de sólidos
- Desempenho de filtragem alvo
- Requisitos reológicos
- Condições de sal e íons divalentes
- Pacote completo de aditivos
- API aplicável, ISO ou método de teste do cliente
Estas informações fornecem uma base para discutir a identidade do produto, a compatibilidade da formulação e os requisitos de qualificação. Não substitui o teste do sistema completo de fluido de perfuração em condições representativas.
Referências
- Instituto Americano de Petróleo. (2019). Prática recomendada para testes de campo de fluidos de perfuração à base de água (API RP 13B-1, 5ª ed.). Washington, DC: Instituto Americano de Petróleo.
- Darley, HCH e Gray, GR (1988). Composição e propriedades dos fluidos de perfuração e completação (5ª ed.). Editora do Golfo.
- Organização Internacional de Padronização. (2008). Indústrias de petróleo e gás natural - Testes de campo de fluidos de perfuração - Parte 1: Fluidos à base de água (ISO 10414-1:2008). Genebra: Organização Internacional de Normalização.
- Pilato, L. (Ed.). (2010). Resinas fenólicas: um século de progresso. Springer Berlim Heidelberg.https://doi.org/10.1007/978-3-642-04714-5
- Zhang, Yong, Wang, Biao, Liu, Xiaodong, Liu, Jianjun, Ma, Yongle, Zhu, Hongwei e Ma, Xueqin. (2017). Método de preparação de resina sulfonada de fenol-formaldeído modificada resistente a altas temperaturas para fluidos de perfuração] (Patente Chinesa No. CN104788634B). Tianjin Zhongyou Boxe Engenharia Technology Co., Ltd.