Slučajevi primjene kemijskih aditiva za naftna polja

U 2022. godini, suočen s utjecajem pandemije COVID-19, Centar za upravljanje završetkom bušotine sjeverozapadnog naftnog polja završio je 24 projekta, uključujući opremu za kontrolu naftnih bušotina i čišćenje cijevi od blokade teške nafte, uštedivši troškove nabavke od 13,683 miliona juana.

Tokom upotrebe naftovoda, promjer cijevi postaje sve uži zbog djelovanja voska, polimera i soli, što smanjuje protok sirove nafte i utiče na proizvodnju sirove nafte. Stoga kompanije za bušenje uglavnom čiste cijevi jednom godišnje. Nakon obrade zavarenih šavova cijevnih spojeva potrebno je očistiti cijevi.

U općim uvjetima, čelične cijevi koje se koriste kao cijevi za naftu imaju hrđu i na unutarnjoj i na vanjskoj površini. Ako se ne očisti, to će kontaminirati hidraulično ulje nakon upotrebe, što će utjecati na normalan rad hidrauličkih uređaja. Stoga je potrebno ukloniti rđu na unutrašnjoj površini cijevi pranjem kiselinom. Kiselinsko pranje također može ukloniti rđu na vanjskoj površini cijevi, što je korisno za nanošenje boje protiv rđe na vanjsku površinu cijevi, pružajući dugotrajnu zaštitu od korozije. Pranje kiselinom se obično izvodi pomoću rastvora kiseline u koncentraciji od 0% do 15%. Youzhu Company, obezbeđujući proizvode inhibitora korozije: UZ CI-180, inhibitor korozije otporan na visoke temperature za upotrebu u naftnim poljima. U procesu kiseljenja ili kiseljenja, kiselina će korodirati čelik, a pri visokim temperaturama će se brzina i opseg korozije uvelike povećati, stoga je u naftnoj proizvodnji posebno važna zaštita od korozije visokotemperaturnih cijevi, što nije samo povezano sa prednostima eksploatacije naftnih polja, već i usko povezano sa sigurnošću proizvodnje. Stepen kiselinske erozije na cevovodima i opremi zavisi od vremena kontakta, koncentracije kiseline i temperaturnih uslova itd. UZ CI-180 ima odličnu otpornost na visoke temperature, a na temperaturama do 350°F (180°C) dolazi do korozije. Učinak kiseline na čelik pri visokim temperaturama na dnu bušotine može se značajno smanjiti dodavanjem UZ CI-180 u kiselinu. Youzhu je dobio visoko priznanje od Northwest Oilfield Management Centra za svoje projekte u čišćenju cijevi, formulaciji tekućine za bušenje i održavanju opreme.

Smještena na Dong San Roadu u gradu Dongying, bušotina Fengye 1-10HF prva je horizontalna bušotina nafte iz škriljaca koja je probila 20-dnevnu barijeru ciklusa bušenja, a završena je 24 dana prije roka. To je jedna od tri nacionalne demonstracione zone nafte iz škriljaca koje je odobrila Nacionalna uprava za energiju i prva nacionalna zona za demonstraciju nafte iz škriljaca u kontinentalnom rasjedu u Kini. Završetkom bušotine 24 dana prije roka, ušteđeno je preko 10 miliona juana na troškovima.

Zbog blizine obližnjeg bunara razbijenog samo 400 metara i blizine granice šljunkovite stijene, Fengye 1-10HF bunar se suočio s rizicima prodora vode, prelivanja i gubitka tekućine. Osim toga, visoke temperature na dnu bunara predstavljale su izazove za različite instrumente. Projektni tim se fokusirao na inženjersku tehnološku podršku i rješavanje ključnih tehnoloških problema. Oni su sukcesivno rješavali ograničenja kao što su poteškoće u predviđanju jake heterogenosti slatkih tačaka, ograničenja instrumenata pod visokim temperaturama i pritiscima, i koegzistencija gubitka i priliva bušaće tekućine.

Razvili su i primijenili sistem blata na bazi sintetike za poboljšanje fluidnosti. Među njima, trenutni aditiv za tečnost za bušenje TF FL WH-1 Cement Aditivi za gubitak fluida, razvijen od strane Youzhua, može formirati visokokvalitetan film na površini bušotine od škriljaca, sprečavajući filtrat bušaće tečnosti da uđe u formaciju, TF FL WH- 1 je dizajniran za upotrebu u bušotinama s cirkulirajućim temperaturama u dnu rupe (BHCT) u rasponu od 60℉(15.6℃) do 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 omogućava API kontrolu gubitka fluida ispod 36cc/30min dok kontroliše migraciju gasa iz formacije. Uglavnom je potrebno 0,6% do 2,0% BWOC u većini muljnih smjesa. Obično se koristi u dozi manjoj od 0,8% BWOC čime se štiti rezervoar i stabilizuje bušotina. Ovo efikasno zatvara pore iz škriljaca i mikrofrakture, sprečavajući prodor filtrata bušaćeg fluida i smanjuje prenos pritiska pora, značajno povećavajući inhibiciju tečnosti za bušenje.

Rezultati primjene na terenu pokazuju da je tekućina za bušenje na bazi vode visokih performansi visoko inhibitivna, povećava mehaničku brzinu bušenja, stabilna je na visokim temperaturama, štiti ležište i ekološki je prihvatljiva.

U februaru 2022., Sinopecova bušotina Bazhong 1HF, smještena u rezervoaru nafte i plina od pješčenjaka u kanalu rijeke Jurassic, inovativno je predložila koncept dizajna frakturiranja "frakturiranje, imbibicija i integracija bušotine". Ovaj pristup je razvijen kako bi se pozabavile karakteristikama rezervoara pješčenjaka gustog riječnog kanala i visokim koeficijentima pritiska formacije. Optimizirana tehnologija frakturiranja, koja uključuje "usko sečenje + privremeno začepljenje i skretanje + dodavanje pijeska visokog intenziteta + poboljšanje imbibicionog ulja", značajno je poboljšala kapacitet protoka podzemne nafte i plina i uspostavila novi model lomljenja, pružajući referencu za velike- lomljenje horizontalnih bušotina.

Youzhuo-ov aditiv za gubitak fluida na visokim temperaturama, visokotemperaturno sredstvo za začepljenje protiv kolapsa i regulator tipa protoka visoke temperature u fluidu za lomljenje prevladavaju izazove pritiska i gubitka fluida uzrokovane pritiskom pora u formaciji, naprezanjem u bušotini i čvrstoćom stijene. Posebna tehnologija za zatvaranje gela, izvedena sa Southwest Petroleum University, omogućava da specijalni gel automatski prestane da teče nakon ulaska u sloj gubitka, popunjavajući pukotine i praznine, formirajući "gel čep" koji izoluje unutrašnji formacijski fluid od fluida bušotine. Ova tehnologija je veoma efikasna za ozbiljno curenje u puknutim, poroznim i slomljenim formacijama sa značajnim gubitkom tečnosti i minimalnim povratnim zapreminama.

Dana 30. maja 2023. u 11:46 sati, naftno polje Tarim Kineske nacionalne naftne korporacije (CNPC) počelo je bušenje na bušotini Shendi Teke 1, signalizirajući početak putovanja za istraživanje ultra-dubokih geoloških i inženjerskih nauka na dubinama koje dosežu 10.000 metara. Ovo označava istorijski trenutak za kinesko inženjerstvo dubokog tla, što označava veliki napredak u tehnologiji dubokog istraživanja zemlje i početak "ere od 10.000 metara" u mogućnostima bušenja.

Bunar Shendi Teke 1 nalazi se u okrugu Shaya, prefektura Aksu, Xinjiang, u srcu pustinje Taklamakan. Riječ je o značajnom "projektu duboke zemlje" CNPC-a na naftnom polju Tarim, u blizini ultra-dubokog područja nafte i gasa Fuman, koje ima dubinu od 8.000 metara i rezerve od milijardu tona. Bušotina ima projektovanu dubinu od 11.100 metara i planirani rok za bušenje i završetak od 457 dana. Dana 4. marta 2024. dubina bušenja Shendi Teke 1 premašila je 10.000 metara, što je čini drugom svjetskom i prvom vertikalnom bušotinom u Aziji koja je premašila ovu dubinu. Ova prekretnica ukazuje da je Kina samostalno prevladala tehničke izazove povezane s bušenjem ultra dubokih bušotina ove veličine.

Bušenje na dubinama od 10.000 metara jedno je od najizazovnijih područja u tehnologiji naftnog i plinskog inženjeringa, sa brojnim tehničkim uskim grlima. To je također ključni pokazatelj inženjerske tehnologije i mogućnosti opreme u zemlji. Suočavajući se s ekstremnim uvjetima temperature i pritiska u bušotini, napravljen je značajan napredak u visokotemperaturnim tekućinama za bušenje, motorima otpornim na visoke temperature i tehnologijama usmjerenog bušenja. Proboji su također postignuti u opremi za uzorkovanje jezgra i za snimanje kablova, kamionima za lomljenje ultravisokog pritiska kapaciteta 175 MPa i opremi za tečnost za lomljenje, koji su uspješno testirani na licu mjesta. Ovaj razvoj doveo je do stvaranja nekoliko kritičnih tehnologija za sigurno i efikasno bušenje i završetak ultra dubokih bušotina.

U sistemu bušaće tečnosti koji se koristi u ovom projektu, specifična okruženja sa visokim temperaturama i visokim pritiskom su rešena razvojem superiornih reduktora gubitka fluida i inhibitora korozije koji održavaju odlična reološka svojstva pod visokim temperaturama i lako se podešavaju i održavaju. Aditivi za kontrolu gline takođe su poboljšali kapacitet odvodnje čestica gline pod ultravisokim temperaturnim uslovima, poboljšavajući prilagodljivost i stabilnost tečnosti za bušenje.

Jimusarska nafta iz škriljaca je prva kineska nacionalna demonstracijska zona nafte iz škriljaca, smještena u istočnom dijelu bazena Junggar. Pokriva površinu od 1.278 kvadratnih kilometara i ima procijenjene rezerve resursa od 1,112 milijardi tona. U 2018. godini započeo je veliki razvoj nafte iz škriljaca Jimusar. U prvom tromjesečju, Xinjiang Jimusar Nacionalna kopnena demonstracijska zona nafte iz škriljaca proizvela je 315.000 tona nafte iz škriljaca, postavljajući novi historijski rekord. Demonstracijska zona ubrzava napore za povećanje rezervi i proizvodnje nafte iz škriljaca, s planovima da se do 2024. godine završi 100 bušotina i 110 bušotina.

Nafta iz škriljaca, koja je nafta vezana za stijenu škriljaca ili unutar njenih pukotina, jedna je od najtežih vrsta nafte za ekstrakciju. Xinjiang ima bogate izvore nafte iz škriljaca sa širokim izgledima za istraživanje i razvoj. Kina je identificirala izvore nafte iz škriljaca kao ključnu oblast za buduću zamjenu nafte. Wu Chengmei, sekundarni inženjer u Centru za geološka istraživanja u području operacija naftnog polja Jiqing u naftnom polju Xinjiang, objašnjava da je nafta iz škriljaca Jimusar općenito zakopana više od 3.800 metara ispod zemlje. Duboko zakopavanje i posebno niska propusnost čine vađenje jednako izazovnim kao i vađenje ulja iz brusnog kamena.

Kineski razvoj kopnene nafte iz škriljaca generalno se suočava sa četiri glavna izazova: prvo, nafta je relativno teška, što otežava njen protok; drugo, slatke tačke su male i teško ih je predvideti; treće, visok sadržaj gline otežava lomljenje; četvrto, distribucija je nedosljedna, što komplicira operacije. Ovi faktori dugo su ograničavali veliki i efikasan razvoj kopnene nafte iz škriljaca u Kini. U projektu, za tretiranje povratne tečnosti za lomljenje, koristi se novi aditiv za smanjenje zagađenja i recikliranje tečnosti, pretvarajući je nazad u tečnost za frakturisanje za ponovnu upotrebu. Ova metoda je testirana na devet bušotina 2023. godine sa odličnim rezultatima. Od juna 2024. godine, projekt planira koristiti rekonstituiranu tekućinu za lomljenje u operaciji lomljenja velikih razmjera.

Glavna formacija projekta se sastoji od slojeva uglja, sivih i smeđih odsječaka muljnjaka, koji su formacije osjetljive na vodu. U bloku nafte iz škriljaca Jimusar, dio otvorene rupe druge bušotine je dug, a vrijeme namakanja formacije je produženo. Ako se koristi mulj na bazi vode, vjerovatno je kolaps i nestabilnost, ali tekućine za bušenje na bazi nafte ne uzrokuju efekte hidratacije. Tečnosti za bušenje u emulziji ulje u vodi, kada su stabilne, takođe ne izazivaju efekte hidratacije, tako da tečnosti za bušenje na bazi ulja ne stvaraju hidratantne pritiske bubrenja. Istraživanja su dovela do usvajanja sistema isplake na bazi ulja, sa principima i merama protiv kolapsa kao što sledi: 1. Hemijska inhibicija: Kontrolisanje odnosa nafta-voda iznad 80:20 kako bi se smanjila invazija vodene faze u formaciju, efikasno sprečavajući oticanje i urušavanje ugljenih slojeva i visoko osjetljivih formacija. 2. Fizičko začepljenje: Dodavanje sredstava za utezanje kao što su kalcijum materijali unaprijed u slabim formacijama kako bi se povećala sposobnost nošenja pritiska formacije i spriječilo curenje bunara. 3. Mehanička podrška: Kontrola gustine iznad 1,52g/cm³, postepeno povećanje gustine do projektovane granice od 1,58g/cm³ u delu za nadogradnju. Sredstva za merenje težine koju proizvodi kompanija Youzhu mogu postići željeni efekat, obezbeđujući nesmetan i uspešan završetak projekata bušenja i završetka bušotina.