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Casos de aplicación de aditivos químicos para yacimientos petrolíferos

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Terminación de pozo en campo petrolífero del noroeste

En 2022, ante el impacto de la pandemia de COVID-19, el Centro de Gestión de Terminación de Pozos de Yacimientos Petrolíferos del Noroeste completó 24 proyectos, incluidos equipos de control de pozos petrolíferos y limpieza de tuberías de bloqueo de petróleo pesado, ahorrando costos de adquisición de 13,683 millones de yuanes.

Durante el uso de tuberías de petróleo, el diámetro de las mismas se hace cada vez más estrecho debido a los efectos de la cera, los polímeros y las sales, lo que reduce el flujo de petróleo crudo y afecta la producción de crudo. Por lo tanto, las empresas de perforación generalmente limpian las tuberías una vez al año. Después de tratar las costuras de soldadura de las juntas de las tuberías, es necesario limpiar las tuberías.

En condiciones generales, las tuberías de acero utilizadas como tuberías de petróleo tienen óxido tanto en las superficies internas como externas. Si no se limpia, esto contaminará el aceite hidráulico después de su uso, afectando el funcionamiento normal de los dispositivos hidráulicos. Por lo tanto, es necesario eliminar el óxido en la superficie interna de las tuberías mediante un lavado con ácido. El lavado con ácido también puede eliminar el óxido en la superficie exterior de las tuberías, lo que es beneficioso para aplicar pintura antioxidante a la superficie exterior de las tuberías, proporcionando una protección anticorrosión duradera. El lavado con ácido se realiza generalmente utilizando una solución ácida con una concentración del 0% al 15%. Youzhu Company, al proporcionar productos inhibidores de corrosión: UZ CI-180, un inhibidor de corrosión acidificante resistente a altas temperaturas para uso en yacimientos petrolíferos. En el proceso de acidificación o decapado, el ácido corroerá el acero y, a altas temperaturas, la tasa y el rango de corrosión aumentarán considerablemente, por lo tanto, en la producción de yacimientos petrolíferos, la prevención de la corrosión de tuberías de alta temperatura es particularmente importante, lo que no solo está relacionado con los beneficios de la explotación de yacimientos petrolíferos, sino que también está estrechamente relacionado con la seguridad de la producción. El grado de erosión ácida en tuberías y equipos depende del tiempo de contacto, la concentración de ácido y las condiciones de temperatura, etc. El UZ CI-180 tiene una excelente resistencia a altas temperaturas y, a temperaturas de hasta 350 °F (180 °C), el efecto de corrosión del ácido sobre el acero a altas temperaturas en el fondo del pozo se puede reducir en gran medida agregando UZ CI-180 a la mezcla ácida. Youzhu ha recibido un alto reconocimiento del Northwest Oilfield Management Center por sus proyectos en limpieza de tuberías, formulación de fluidos de perforación y mantenimiento de equipos.

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El pozo Fengye 1-10HF

Ubicado en la calle Dong San en la ciudad de Dongying, el pozo Fengye 1-10HF es el primer pozo horizontal de petróleo de esquisto que supera la barrera del ciclo de perforación de 20 días, completándose 24 días antes de lo previsto. Es una de las tres zonas de demostración nacionales de petróleo de esquisto aprobadas por la Administración Nacional de Energía y la primera zona de demostración nacional de petróleo de esquisto de cuenca de falla continental en China. Al completar el pozo 24 días antes de lo previsto, se ahorraron más de 10 millones de yuanes en costos.

Debido a la proximidad a un pozo cercano fracturado a solo 400 metros de distancia y la proximidad al límite de grava y roca, el pozo Fengye 1-10HF enfrentaba riesgos de intrusión de agua, desbordamiento y pérdida de fluido. Además, las altas temperaturas en el fondo del pozo planteaban desafíos para varios instrumentos. El equipo del proyecto se centró en el soporte de tecnología de ingeniería y en abordar problemas tecnológicos clave. Resolvieron sucesivamente restricciones como la dificultad para predecir puntos dulces de fuerte heterogeneidad, las limitaciones de los instrumentos bajo altas temperaturas y presiones, y la coexistencia de pérdida y afluencia de fluido de perforación.

Desarrollaron y aplicaron un sistema de lodo de base sintética para mejorar la fluidez. Entre estos, el actual aditivo para fluidos de perforación TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, desarrollado por Youzhu, puede formar una película de alta calidad en la superficie del pozo de esquisto, evitando que el filtrado del fluido de perforación ingrese a la formación. TF FL WH-1 está diseñado para su uso en pozos con temperaturas de circulación de fondo (BHCT) de entre 60 ℉ (15,6 ℃) y 400 ℉ (204 ℃).

El TF FL WH-1 permite controlar la pérdida de fluido API por debajo de 36 cc/30 min y, al mismo tiempo, controla la migración de gas desde la formación. Generalmente, se requiere de 0,6 % a 2,0 % de BWOC en la mayoría de las pulpas. Por lo general, se utiliza en una dosis de menos de 0,8 % de BWOC, lo que protege el yacimiento y estabiliza el pozo. Esto sella eficazmente los poros y las microfracturas de la lutita, lo que evita que el filtrado del fluido de perforación invada la zona y reduce la transmisión de la presión de poro, lo que mejora significativamente la inhibición del fluido de perforación.

Los resultados de la aplicación en campo muestran que el fluido de perforación a base de agua de alto rendimiento es altamente inhibidor, aumenta la velocidad de perforación mecánica, es estable a altas temperaturas, protege el yacimiento y es respetuoso con el medio ambiente.

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Pozo Bazhong 1HF de Sinopec

En febrero de 2022, el pozo Bazhong 1HF de Sinopec, ubicado en el yacimiento de petróleo y gas de arenisca del canal del río Jurásico, propuso de manera innovadora el concepto de diseño de fracturación de "integración de fracturación, imbibición y cierre del pozo". Este enfoque se desarrolló para abordar las características de los densos yacimientos de arenisca del canal del río y los altos coeficientes de presión de formación. La tecnología de fracturación optimizada, que incluye "corte ajustado + taponamiento y desviación temporales + adición de arena de alta intensidad + mejora del petróleo por imbibición", mejoró significativamente la capacidad de flujo del petróleo y el gas subterráneos y estableció un nuevo modelo de fracturación, que proporciona una referencia para la fracturación a gran escala de pozos horizontales.

El aditivo de pérdida de fluido de alta temperatura, el agente de taponamiento anticolapso de alta temperatura y el regulador de flujo de alta temperatura de Youzhuo en el fluido de fracturación superan los desafíos de presión y pérdida de fluido causados ​​por la presión de poro de la formación, la tensión del pozo y la resistencia de la roca. La tecnología especial de taponamiento con gel, derivada de la Southwest Petroleum University, permite que el gel especial deje de fluir automáticamente después de ingresar a la capa de pérdida, llenando fracturas y espacios vacíos, formando un "tapón de gel" que aísla el fluido de formación interno del fluido del pozo. Esta tecnología es altamente efectiva para fugas severas en formaciones fracturadas, porosas y rotas con pérdida significativa de fluido y volúmenes de retorno mínimos.

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Yacimiento petrolífero de Tarim

El 30 de mayo de 2023, a las 11:46 a. m., el yacimiento petrolífero Tarim de la Corporación Nacional de Petróleo de China (CNPC) comenzó a perforar el pozo Shendi Teke 1, lo que marcó el inicio de un viaje para explorar las ciencias geológicas y de ingeniería ultraprofundas a profundidades que alcanzan los 10 000 metros. Esto marca un momento histórico para la ingeniería de tierras profundas de China, lo que significa un gran avance en la tecnología de exploración de tierras profundas del país y el comienzo de la "era de los 10 000 metros" en las capacidades de perforación.

El pozo Shendi Teke 1 está ubicado en el condado de Shaya, prefectura de Aksu, Xinjiang, en el corazón del desierto de Taklamakan. Se trata de un importante "proyecto de tierra profunda" de CNPC en el campo petrolífero de Tarim, adyacente al área de petróleo y gas ultraprofundo de Fuman, que tiene una profundidad de 8.000 metros y reservas de mil millones de toneladas. El pozo tiene una profundidad diseñada de 11.100 metros y un período de perforación y finalización planificado de 457 días. El 4 de marzo de 2024, la profundidad de perforación de Shendi Teke 1 superó los 10.000 metros, lo que lo convirtió en el segundo pozo vertical del mundo y el primero de Asia en superar esta profundidad. Este hito indica que China ha superado de forma independiente los desafíos técnicos asociados con la perforación de pozos ultraprofundos de esta magnitud.

La perforación a profundidades de 10.000 metros es uno de los campos más desafiantes en la tecnología de ingeniería de petróleo y gas, con numerosos cuellos de botella técnicos. También es un indicador clave de la tecnología de ingeniería y las capacidades de equipamiento de un país. Frente a condiciones extremas de temperatura y presión en el fondo del pozo, se lograron avances significativos en fluidos de perforación de alta temperatura, motores resistentes a altas temperaturas y tecnologías de perforación direccional. También se lograron avances en equipos de muestreo de núcleos y registro de cables, camiones de fracturación de ultraalta presión con capacidad de 175 MPa y equipos de fluidos de fracturación, que se probaron con éxito en el sitio. Estos avances llevaron a la creación de varias tecnologías críticas para la perforación y terminación seguras y eficientes de pozos ultraprofundos.

En el sistema de fluido de perforación utilizado en este proyecto, se abordaron entornos específicos de alta temperatura y alta presión con el desarrollo de reductores de pérdida de fluido e inhibidores de corrosión superiores que mantienen excelentes propiedades reológicas a altas temperaturas y son fáciles de ajustar y mantener. Los aditivos de control de arcilla también mejoraron la capacidad de deshidratación de las partículas de arcilla en condiciones de temperatura ultraalta, mejorando la adaptabilidad y la estabilidad del fluido de perforación.

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Aceite de esquisto de Jimusar

El petróleo de esquisto de Jimusar es la primera zona nacional de demostración de petróleo de esquisto terrestre de China, ubicada en la parte oriental de la cuenca de Junggar. Cubre un área de 1.278 kilómetros cuadrados y tiene una reserva de recursos estimada de 1.112 millones de toneladas. En 2018, comenzó el desarrollo a gran escala del petróleo de esquisto de Jimusar. En el primer trimestre, la Zona Nacional de Demostración de Petróleo de Esquisto Terrestre de Xinjiang Jimusar produjo 315.000 toneladas de petróleo de esquisto, estableciendo un nuevo récord histórico. La zona de demostración está acelerando los esfuerzos para aumentar las reservas y la producción de petróleo de esquisto, con planes de completar 100 pozos de perforación y 110 pozos de fracturación para 2024.

El petróleo de esquisto bituminoso, que es el petróleo adherido a la roca de esquisto o dentro de sus fisuras, es uno de los tipos de petróleo más difíciles de extraer. Xinjiang tiene ricos recursos de petróleo de esquisto con amplias perspectivas de exploración y desarrollo. China ha identificado los recursos de petróleo de esquisto como un área clave para la futura sustitución del petróleo. Wu Chengmei, ingeniero secundario del Centro de Investigación Geológica del Área de Operaciones del Yacimiento Petrolífero de Jiqing en el Yacimiento Petrolífero de Xinjiang, explica que el petróleo de esquisto de Jimusar generalmente está enterrado a más de 3.800 metros bajo tierra. El enterramiento profundo y la permeabilidad particularmente baja hacen que la extracción sea tan desafiante como extraer petróleo de una piedra de afilar.

El desarrollo del petróleo de esquisto terrestre de China se enfrenta en general a cuatro grandes desafíos: en primer lugar, el petróleo es relativamente pesado, lo que dificulta su flujo; en segundo lugar, los puntos dulces son pequeños y difíciles de predecir; en tercer lugar, el alto contenido de arcilla dificulta la fracturación; y en cuarto lugar, la distribución es inconsistente, lo que complica las operaciones. Estos factores han restringido durante mucho tiempo el desarrollo eficiente y a gran escala del petróleo de esquisto terrestre en China. En el proyecto, para tratar el fluido de reflujo de fracturación, se utiliza un nuevo aditivo para reducir la contaminación y reciclar el fluido, convirtiéndolo nuevamente en fluido de fracturación para su reutilización. Este método se probó en nueve pozos en 2023 con excelentes resultados. A partir de junio de 2024, el proyecto planea utilizar el fluido de fracturación reconstituido en una operación de fracturación a gran escala.

La formación principal del proyecto consiste en vetas de carbón, secciones de lutita gris y marrón, que son formaciones sensibles al agua. En el bloque de petróleo de esquisto de Jimusar, la sección de pozo abierto del segundo pozo es larga y el tiempo de remojo de la formación se extiende. Si se utiliza lodo a base de agua, es probable que se produzca colapso e inestabilidad, pero los fluidos de perforación a base de aceite no causan efectos de hidratación. Los fluidos de perforación de emulsión de aceite en agua, cuando son estables, tampoco causan efectos de hidratación, por lo que los fluidos de perforación a base de aceite no crean presiones de hinchamiento por hidratación. La investigación ha llevado a la adopción de un sistema de lodo a base de aceite, con principios y medidas anti-colapso como los siguientes: 1. Inhibición química: Controlar la relación aceite-agua por encima de 80:20 para reducir la invasión de la fase acuosa en la formación, previniendo eficazmente la hinchazón y el colapso de vetas de carbón y formaciones altamente sensibles al agua. 2. Taponamiento físico: Agregar agentes densificantes como materiales de calcio con anticipación en formaciones débiles para mejorar la capacidad de soporte de presión de la formación y prevenir fugas del pozo. 3. Soporte mecánico: control de la densidad por encima de 1,52 g/cm³, aumentando gradualmente la densidad hasta el límite de diseño de 1,58 g/cm³ en la sección de acumulación. Los agentes densificantes producidos por Youzhu Company pueden lograr el efecto deseado, asegurando la finalización sin problemas y con éxito de los proyectos de perforación y terminación de pozos.

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