Случаи на приложение на химически добавки за нефтодобив

През 2022 г., предвид въздействието на пандемията от COVID-19, Центърът за управление на завършването на нефтени кладенци в Северозападния регион завърши 24 проекта, включително оборудване за контрол на нефтени кладенци и почистване на тръби от запушвания от тежък нефт, спестявайки разходи за обществени поръчки в размер на 13,683 милиона юана.

По време на употребата на нефтопроводи, диаметърът на тръбата става все по-тесен поради въздействието на восък, полимери и соли, което намалява потока на суров петрол и влияе върху добива на суров петрол. Поради това, сондажните компании обикновено почистват тръбите веднъж годишно. След обработка на заваръчните шевове на тръбните съединения е необходимо почистването на тръбите.

Като цяло, стоманените тръби, използвани като нефтопроводи, имат ръжда както по вътрешната, така и по външната повърхност. Ако не се почистят, това ще замърси хидравличното масло след употреба, което ще повлияе на нормалната работа на хидравличните устройства. Следователно е необходимо да се премахне ръждата от вътрешната повърхност на тръбите чрез киселинно промиване. Киселинното промиване може да премахне и ръждата от външната повърхност на тръбите, което е полезно за нанасяне на антикорозионна боя върху външната повърхност на тръбите, осигурявайки дълготрайна антикорозионна защита. Киселинното промиване обикновено се извършва с помощта на киселинен разтвор с концентрация от 0% до 15%. Youzhu Company предлага продукти за инхибитор на корозия: UZ CI-180, устойчив на висока температура киселинен инхибитор на корозия за употреба в нефтени находища. В процеса на киселинна обработка или ецване киселината ще корозира стоманата и при висока температура скоростта и обхватът на корозия ще се увеличат значително, следователно при производството на нефтени находища е особено важно да се предотврати корозията на високотемпературните тръби, което е свързано не само с ползите от експлоатацията на нефтените находища, но и с безопасността на производството. Степента на киселинна ерозия върху тръбопроводите и оборудването зависи от времето за контакт, концентрацията на киселината и температурните условия и др. UZ CI-180 има отлична устойчивост на високи температури и при температури до 180°C (350°F), корозионният ефект на киселината върху стоманата при високи температури на дъното на сондажа може да бъде значително намален чрез добавяне на UZ CI-180 към киселинната смес. Youzhu получи високо признание от Северозападния център за управление на нефтодобивни находища за своите проекти в почистването на тръби, формулирането на сондажни течности и поддръжката на оборудването.

Разположен на път Донгсан в град Донгин, сондажът Fengye 1-10HF е първият хоризонтален сондаж за шистов петрол, който преодолява 20-дневния цикъл на сондиране, завършвайки го 24 дни предсрочно. Той е една от трите национални демонстрационни зони за шистов петрол, одобрени от Националната енергийна администрация, и първата национална демонстрационна зона за шистов петрол от континенталния разломен басейн в Китай. Чрез завършването на сондажа 24 дни предсрочно бяха спестени над 10 милиона юана разходи.

Поради близостта до близък сондаж, който се разбиваше само на 400 метра, и близостта до границата с чакълестите скали, сондажът Fengye 1-10HF беше изправен пред рискове от проникване на вода, преливане и загуба на флуид. Освен това, високите температури на дъното на сондажа представляваха предизвикателства за различни инструменти. Екипът на проекта се фокусира върху инженерно-технологичната поддръжка и справянето с ключови технологични проблеми. Те последователно решиха ограничения като трудността при прогнозиране на зоните за силна хетерогенност, ограниченията на инструментите при високи температури и налягания и едновременното съществуване на загуба на сондажен флуид и приток.

Те разработиха и приложиха система от кал на синтетична основа за подобряване на течливостта. Сред тях, настоящата добавка за сондажен флуид TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, разработена от Youzhu, може да образува висококачествен филм върху повърхността на шистовия кладенец, предотвратявайки навлизането на филтрат от сондажен флуид във формацията. TF FL WH-1 е проектирана за употреба в кладенци с циркулационни температури на дъното (BHCT) от 60℉(15.6℃) до 400℉(204℃).

TF FL WH-1 осигурява контрол на загубата на флуид по API под 36cc/30min, като същевременно контролира миграцията на газ от формацията. Обикновено в повечето шлами е необходимо от 0,6% до 2,0% BWOC. Обикновено се използва в доза по-малка от 0,8% BWOC, като по този начин защитава резервоара и стабилизира сондажния ствол. Това ефективно запечатва порите и микрофракутите в шистите, предотвратявайки проникването на филтрат от сондажна течност и намалявайки предаването на порово налягане, като значително подобрява инхибирането на сондажната течност.

Резултатите от полевите приложения показват, че високоефективната сондажна течност на водна основа е силно инхибираща, увеличава скоростта на механично пробиване, стабилна е при високи температури, защитава резервоара и е екологична.

През февруари 2022 г. сондажът Bazhong 1HF на Sinopec, разположен в юрския нефтен и газов резервоар от пясъчник в речното корито, предложи новаторска концепция за фрактуриране с „интеграция на фрактуриране, имбибиция и затваряне на кладенеца“. Този подход е разработен, за да се отговори на характеристиките на плътните пясъчникови резервоари в речното корито и високите коефициенти на формационно налягане. Оптимизираната технология за фрактуриране, която включва „плътно рязане + временно запушване и отклоняване + добавяне на пясък с висока интензивност + подобряване на имбибицията на нефт“, значително подобри капацитета на потока на подземния нефт и газ и установи нов модел на фрактуриране, предоставящ отправна точка за мащабно фрактуриране на хоризонтални кладенци.

Високотемпературната добавка за загуба на флуид на Youzhuo, високотемпературният агент за запушване против срутване и високотемпературният регулатор на потока в разбиващата течност преодоляват предизвикателствата, свързани с налягането и загубата на флуид, причинени от поровото налягане в формацията, напрежението в сондажа и якостта на скалата. Специалната технология за запушване с гел, разработена от Югозападния петролен университет, позволява на специалния гел автоматично да спре да тече след навлизане в слоя на загуба, запълвайки пукнатини и кухини, образувайки „гелова тапа“, която изолира вътрешната формационна течност от сондажната течност. Тази технология е високоефективна при сериозни течове във фрактурирани, порести и нарушени формации със значителна загуба на флуид и минимални обеми на връщане.

На 30 май 2023 г. в 11:46 ч., нефтеното находище Тарим на Китайската национална петролна корпорация (CNPC) започна сондиране в сондажа Shendi Teke 1, сигнализирайки началото на пътешествие за изследване на ултрадълбоки геоложки и инженерни науки на дълбочини, достигащи 10 000 метра. Това бележи исторически момент за дълбокоземното инженерство на Китай, означавайки голям пробив в технологията за дълбокоземно проучване на страната и началото на „ерата на 10 000 метра“ в сондажните възможности.

Сондажът Shendi Teke 1 се намира в окръг Шая, префектура Аксу, Синцзян, в сърцето на пустинята Такламакан. Това е значителен „дълбокоземен проект“ на CNPC в нефтеното находище Тарим, в непосредствена близост до свръхдълбокия нефтен и газов район Фуман, който е с дълбочина 8000 метра и резерви от един милиард тона. Сондажът е с проектна дълбочина от 11 100 метра и планиран период на пробиване и завършване от 457 дни. На 4 март 2024 г. дълбочината на пробиване на Shendi Teke 1 надхвърли 10 000 метра, което го прави вторият в света и първият в Азия вертикален сондаж, надминал тази дълбочина. Този важен етап показва, че Китай самостоятелно е преодолял техническите предизвикателства, свързани с пробиването на свръхдълбоки сондажи от такъв мащаб.

Сондирането на дълбочина от 10 000 метра е една от най-предизвикателните области в технологиите за нефтено и газово инженерство, с множество технически пречки. То е и ключов показател за инженерните технологии и възможностите на дадена страна. Изправена пред екстремни условия на температура и налягане в сондажите, беше постигнат значителен напредък във високотемпературните сондажни флуиди, устойчивите на високи температури двигатели и технологиите за насочено сондиране. Пробиви бяха постигнати и в оборудването за вземане на проби от ядки и кабелен каротаж, камионите за фракинг с ултрависоко налягане с капацитет 175 MPa и оборудването за фракинг флуиди, които бяха успешно тествани на място. Тези разработки доведоха до създаването на няколко критични технологии за безопасното и ефективно сондиране и завършване на ултрадълбоки сондажи.

В системата за сондажни течности, използвана в този проект, бяха разгледани специфични среди с висока температура и високо налягане чрез разработването на превъзходни редуктори на загубите на течности и инхибитори на корозия, които поддържат отлични реологични свойства при високи температури и са лесни за регулиране и поддръжка. Добавките за контрол на глината също така подобриха капацитета за обезводняване на глинестите частици при условия на ултрависоки температури, подобрявайки адаптивността и стабилността на сондажната течност.

Шистовият нефт Джимусар е първата национална демонстрационна зона за добив на шистов нефт в Китай, разположена в източната част на басейна Джунгар. Тя обхваща площ от 1278 квадратни километра и има оценени резерви от 1,112 милиарда тона. През 2018 г. започна мащабно разработване на шистовия нефт Джимусар. През първото тримесечие Националната демонстрационна зона за шистов нефт Синцзян Джимусар е произвела 315 000 тона шистов нефт, поставяйки нов исторически рекорд. Демонстрационната зона ускорява усилията за увеличаване на запасите и производството на шистов нефт, като се планира да бъдат завършени 100 сондажни кладенеца и 110 кладенеца за фракинг до 2024 г.

Шистовият петрол, който е петрол, прикрепен към шистова скала или в нейните пукнатини, е един от най-трудните видове петрол за добив. Синцзян разполага с богати ресурси от шистов петрол с широки перспективи за проучване и разработване. Китай е определил ресурсите от шистов петрол като ключова област за бъдещо заместване на петрола. У Ченгмей, инженер по вторична квалификация в Центъра за геоложки изследвания в оперативната зона на нефтеното находище Джицин в Синцзян, обяснява, че шистовият петрол Джимусар обикновено е заровен на повече от 3800 метра под земята. Дълбокото заравяне и особено ниската пропускливост правят добива толкова труден, колкото извличането на петрол от точилен камък.

Разработването на шистов петрол в Китай обикновено е изправено пред четири основни предизвикателства: първо, петролът е сравнително тежък, което затруднява течливостта му; второ, оптималните условия за добив са малки и трудни за предвиждане; трето, високото съдържание на глина затруднява фракинга; четвърто, разпределението е непостоянно, което усложнява операциите. Тези фактори отдавна ограничават мащабното и ефективно разработване на шистов петрол в Китай. В проекта, за третиране на обратния поток от фракинга, се използва нова добавка за намаляване на замърсяването и рециклиране на течността, превръщайки я обратно в фрактурираща течност за повторна употреба. Този метод е тестван в девет сондажа през 2023 г. с отлични резултати. Към юни 2024 г. проектът планира да използва реконституираната фрактурираща течност в мащабна фрактурираща операция.

Основната формация на проекта се състои от въглищни пластове, сиви и кафяви кални участъци, които са водочувствителни образувания. В шистовия нефтен блок Джимусар, отворената секция на втория сондаж е дълга и времето за накисване на формацията е удължено. Ако се използва кал на водна основа, е вероятно да се стигне до срутване и нестабилност, но сондажните течности на маслена основа не причиняват ефекти на хидратация. Сондажните течности на маслена емулсия, когато са стабилни, също не причиняват ефекти на хидратация, следователно сондажните течности на маслена основа не създават налягане на подуване при хидратация. Изследванията доведоха до приемането на система от кал на маслена основа, с принципи и мерки против срутване, както следва: 1. Химично инхибиране: Контролиране на съотношението масло-вода над 80:20 за намаляване на проникването на водната фаза във формацията, ефективно предотвратяване на подуване и срутване на въглищни пластове и силно водочувствителни формации. 2. Физическо запушване: Добавяне на утежняващи агенти, като калциеви материали, предварително в слаби формации за повишаване на носещата способност на формацията и предотвратяване на течове от кладенеца. 3. Механична опора: Контролиране на плътността над 1,52 г/см³, постепенно увеличаване на плътността до проектната граница от 1,58 г/см³ в секцията за натрупване. Утежняващите агенти, произведени от Youzhu Company, могат да постигнат желания ефект, осигурявайки гладкото и успешно завършване на проекти за сондажи и завършване на кладенци.