Casos d'aplicació d'additius químics per a jaciments petroliers

L'any 2022, davant l'impacte de la pandèmia de la COVID-19, el Centre de Gestió de la Finalització de Pous de Petroli del Nord-oest va completar 24 projectes, inclosos equips de control de pous de petroli i neteja de canonades d'obstrucció de petroli pesat, estalviant costos d'adquisició de 13,683 milions de iuans.

Durant l'ús de canonades de petroli, el diàmetre de la canonada es fa cada cop més estret a causa dels efectes de la cera, els polímers i les sals, reduint el flux de cru i afectant la producció de cru. Per tant, les empreses de perforació generalment netegen les canonades un cop l'any. Després de tractar les soldadures de les juntes de les canonades, cal netejar les canonades.

En condicions generals, les canonades d'acer que s'utilitzen com a canonades d'oli tenen òxid tant a la superfície interior com a l'exterior. Si no es neteja, això contaminarà l'oli hidràulic després de l'ús, afectant el funcionament normal dels dispositius hidràulics. Per tant, cal eliminar l'òxid de la superfície interior de les canonades mitjançant un rentat àcid. El rentat àcid també pot eliminar l'òxid de la superfície exterior de les canonades, cosa que és beneficiós per aplicar pintura anticorrosiva a la superfície exterior de les canonades, proporcionant una protecció anticorrosió de llarga durada. El rentat àcid es realitza generalment amb una solució àcida amb una concentració del 0% al 15%. Youzhu Company, proporcionant productes inhibidors de corrosió: UZ CI-180, un inhibidor de corrosió acidificant resistent a altes temperatures per a ús en camps petroliers. En el procés d'acidització o decapat, l'àcid corroirà l'acer i, a alta temperatura, la velocitat i el rang de corrosió augmentaran molt, per tant, en la producció de jaciments de petroli, la prevenció de la corrosió de canonades d'alta temperatura és especialment important, que no només està relacionat amb els beneficis de l'explotació dels jaciments petroliers, sinó que també està estretament relacionat amb la seguretat de la producció. El grau d'erosió àcida de les canonades i els equips depèn del temps de contacte, la concentració d'àcids i les condicions de temperatura, etc. UZ CI-180 té una excel·lent resistència a altes temperatures i, a temperatures de fins a 350 ° F (180 ° C), la corrosió L'efecte de l'àcid sobre l'acer a altes temperatures al fons del pou es pot reduir molt afegint UZ CI-180 a la barreja àcida. Youzhu ha rebut un alt reconeixement del Northwest Oilfield Management Center pels seus projectes de neteja de canonades, formulació de fluids de perforació i manteniment d'equips.

Situat a la carretera de Dong San a la ciutat de Dongying, el pou Fengye 1-10HF és el primer pou horitzontal de petroli d'esquist que trenca la barrera del cicle de perforació de 20 dies, completant 24 dies abans del previst. És una de les tres zones nacionals de demostració d'oli d'esquist aprovades per l'Administració Nacional d'Energia i la primera zona de demostració nacional de petroli d'esquist de la conca de falla continental a la Xina. En completar el pou 24 dies abans del previst, es van estalviar més de 10 milions de iuans en costos.

A causa de la proximitat a un pou proper fracturat a només 400 metres de distància i la proximitat al límit de la roca de grava, el pou Fengye 1-10HF va afrontar riscos d'intrusió d'aigua, desbordament i pèrdua de fluids. A més, les altes temperatures al fons del pou van plantejar reptes a diversos instruments. L'equip del projecte es va centrar en el suport tecnològic d'enginyeria i abordar problemes tecnològics clau. Successivament van resoldre limitacions com ara la dificultat de predir punts dolços d'heterogeneïtat forta, limitacions dels instruments a altes temperatures i pressions i la coexistència de pèrdues i afluències de fluids de perforació.

Van desenvolupar i aplicar un sistema de fang de base sintètica per millorar la fluïdesa. Entre aquests, l'additiu actual del fluid de perforació TF FL WH-1 Additius de pèrdua de fluid de ciment, desenvolupat per Youzhu, pot formar una pel·lícula d'alta qualitat a la superfície del pou d'esquist, evitant que el filtrat del fluid de perforació entri a la formació, TF FL WH- 1 està dissenyat per utilitzar-se en pous amb temperatures de circulació del fons del forat (BHCT) entre 60 ℉ (15,6 ℃) i 400 ℉ (204 ℃).

TF FL WH-1 proporciona un control API de pèrdues de fluids per sota de 36cc/30min mentre controla la migració de gas de la formació. En general, es requereix un 0,6% a 2,0% de BWOC a la majoria de purins. Normalment s'utilitza a una dosi inferior al 0,8% de BWOC, protegint així el dipòsit i estabilitzant el pou. Això segella eficaçment els porus de l'esquist i les microfractures, evitant que el filtrat del fluid de perforació envaeixi i redueix la transmissió de la pressió dels porus, millorant significativament la inhibició del fluid de perforació.

Els resultats de l'aplicació de camp mostren que el fluid de perforació a base d'aigua d'alt rendiment és altament inhibidor, augmenta la velocitat de perforació mecànica, és estable a altes temperatures, protegeix el dipòsit i és respectuós amb el medi ambient.

El febrer de 2022, el pou Bazhong 1HF de Sinopec, situat al dipòsit de petroli i gas de gres del canal del riu Juràssic, va proposar de manera innovadora el concepte de disseny de fracturació de "fracturació, imbibició i integració tancada". Aquest enfocament es va desenvolupar per abordar les característiques dels embassaments de gres dels canals fluvials densos i els coeficients de pressió de formació elevats. La tecnologia de fracturació optimitzada, que inclou "tall ajustat + obturació i desviació temporals + addició de sorra d'alta intensitat + millora d'oli d'imbibició", va millorar significativament la capacitat de flux de petroli i gas subterranis i va establir un nou model de fracturació, proporcionant una referència per a grans fracturació a escala de pous horitzontals.

L'additiu de pèrdua de fluid a alta temperatura de Youzhuo, l'agent d'obturació anti-col·lapse d'alta temperatura i el regulador de tipus de flux d'alta temperatura en el fluid de fractura superen els reptes de pressió i pèrdua de fluid causats per la pressió dels porus de formació, l'estrès del pou i la resistència de la roca. La tecnologia especial d'obturació de gel, derivada de la Southwest Petroleum University, permet que el gel especial deixi de fluir automàticament després d'entrar a la capa de pèrdua, omplint fractures i espais buits, formant un "tap de gel" que aïlla el fluid de formació interna del fluid del pou. Aquesta tecnologia és altament eficaç per a fuites greus en formacions fracturades, poroses i trencades amb pèrdues de fluids importants i volums de retorn mínims.

El 30 de maig de 2023, a les 11:46, el Tarim Oilfield of China National Petroleum Corporation (CNPC) va començar la perforació del pou Shendi Teke 1, indicant l'inici d'un viatge per explorar les ciències geològiques i d'enginyeria ultraprofundes a profunditats que arribaven. 10.000 metres. Això marca un moment històric per a l'enginyeria de terres profundes de la Xina, que significa un gran avenç en la tecnologia d'exploració de terres profundes del país i l'inici de l'"era dels 10.000 metres" en les capacitats de perforació.

El pou Shendi Teke 1 es troba al comtat de Shaya, prefectura d'Aksu, Xinjiang, al cor del desert de Taklamakan. Es tracta d'un important "projecte de terra profunda" de la CNPC al camp petrolier de Tarim, adjacent a la zona ultraprofunda de petroli i gas de Fuman, que té una profunditat de 8.000 metres i unes reserves de mil milions de tones. El pou té una profunditat dissenyada d'11.100 metres i un període previst de perforació i finalització de 457 dies. El 4 de març de 2024, la profunditat de perforació de Shendi Teke 1 va superar els 10.000 metres, convertint-se en el segon pou vertical del món i el primer d'Àsia a superar aquesta profunditat. Aquesta fita indica que la Xina ha superat de manera independent els reptes tècnics associats a la perforació de pous ultraprofunds d'aquesta magnitud.

La perforació a 10.000 metres de profunditat és un dels camps més difícils de la tecnologia d'enginyeria de petroli i gas, amb nombrosos colls d'ampolla tècnics. També és un indicador clau de la tecnologia d'enginyeria i les capacitats dels equips d'un país. Davant de condicions extremes de pressió i temperatura de fons de pou, es van fer avenços significatius en fluids de perforació a alta temperatura, motors resistents a altes temperatures i tecnologies de perforació direccional. També es van aconseguir avenços en equips de mostreig de nucli i registre de cables, camions de fracturació d'ultra alta pressió amb una capacitat de 175 MPa i equips de fluids de fracturació, que es van provar amb èxit in situ. Aquests desenvolupaments van portar a la creació de diverses tecnologies crítiques per a la perforació i la finalització segura i eficient de pous ultraprofunds.

En el sistema de fluids de perforació utilitzat en aquest projecte, es van abordar entorns específics d'alta temperatura i alta pressió amb el desenvolupament de reductors de pèrdues de fluids i inhibidors de corrosió superiors que mantenen excel·lents propietats reològiques a altes temperatures i són fàcils d'ajustar i mantenir. Els additius de control de l'argila també van millorar la capacitat de deshidratació de les partícules d'argila en condicions de temperatura ultraalta, millorant l'adaptabilitat i l'estabilitat del fluid de perforació.

El petroli d'esquist de Jimusar és la primera zona nacional de demostració de petroli d'esquist terrestre de la Xina, situada a la part oriental de la conca de Junggar. Ocupa una àrea de 1.278 quilòmetres quadrats i té una reserva de recursos estimada d'1.112 milions de tones. El 2018, va començar el desenvolupament a gran escala del petroli d'esquist de Jimusar. Durant el primer trimestre, la Zona Nacional de Demostració de Petroli d'Esquist Terrestre de Xinjiang Jimusar va produir 315.000 tones d'oli d'esquist, establint un nou rècord històric. La zona de demostració està accelerant els esforços per augmentar les reserves i la producció de petroli d'esquist, amb plans per completar 100 pous de perforació i 110 pous de fracturació per al 2024.

L'oli d'esquist, que és un petroli unit a la roca d'esquist o dins de les seves fissures, és un dels tipus d'oli més difícils d'extreure. Xinjiang té rics recursos de petroli d'esquist amb àmplies perspectives d'exploració i desenvolupament. La Xina ha identificat els recursos de petroli d'esquist com una àrea clau per a la futura substitució del petroli. Wu Chengmei, enginyer secundari del Centre d'Investigació Geològica de l'Àrea d'Operacions del Camp Petrolier de Jiqing al jaciment petrolier de Xinjiang, explica que el petroli d'esquist de Jimusar s'enterra generalment a més de 3.800 metres sota terra. L'enterrament profund i la permeabilitat particularment baixa fan que l'extracció sigui tan difícil com extreure oli d'una pedra d'esmolar.

El desenvolupament del petroli d'esquist terrestre de la Xina s'enfronta generalment a quatre grans reptes: primer, el petroli és relativament pesat, cosa que dificulta el flux; segon, els punts dolços són petits i difícils de predir; tercer, l'alt contingut d'argila dificulta la fractura; quart, la distribució és inconsistent, cosa que complica les operacions. Aquests factors han restringit durant molt de temps el desenvolupament a gran escala i eficient del petroli d'esquist terrestre a la Xina. En el projecte, per tractar el fluid de retorn de fractura, s'utilitza un nou additiu per reduir la contaminació i reciclar el fluid, convertint-lo de nou en fluid de fractura per a la seva reutilització. Aquest mètode es va provar en nou pous el 2023 amb excel·lents resultats. A partir del juny de 2024, el projecte preveu utilitzar el fluid de fracturació reconstituït en una operació de fracturació a gran escala.

La formació principal del projecte consisteix en vetes de carbó, seccions de fang gris i marró, que són formacions sensibles a l'aigua. Al bloc d'oli d'esquist de Jimusar, la secció de forat obert del segon pou és llarga i el temps de remull de la formació s'allarga. Si s'utilitza fang a base d'aigua, és probable el col·lapse i la inestabilitat, però els fluids de perforació a base de petroli no causen efectes d'hidratació. Els fluids de perforació d'emulsió d'oli en aigua, quan són estables, tampoc causen efectes d'hidratació, de manera que els fluids de perforació a base d'oli no creen pressions d'inflació d'hidratació. La investigació ha portat a l'adopció d'un sistema de fang a base d'oli, amb principis i mesures anti-col·lapse de la següent manera: 1. Inhibició química: controlant la relació oli-aigua per sobre de 80:20 per reduir la invasió de la fase d'aigua a la formació, evitant eficaçment inflor i col·lapse de les vetes de carbó i formacions altament sensibles a l'aigua. 2. Taponament físic: afegir agents de ponderació com ara materials de calci per avançat en formacions febles per millorar la capacitat de suportar la pressió de la formació i evitar les fuites del pou. 3. Suport mecànic: controlant la densitat per sobre d'1,52 g/cm³, augmentant gradualment la densitat fins al límit de disseny d'1,58 g/cm³ a ​​la secció d'acumulació. Els agents de ponderació produïts per Youzhu Company poden aconseguir l'efecte desitjat, assegurant la finalització sense problemes i amb èxit dels projectes de perforació i finalització de pous.