Petrolio-eremuetako gehigarri kimikoen aplikazio kasuak

2022an, COVID-19 pandemiaren eraginaren aurrean, Ipar-mendebaldeko Petrolio Eremuaren Putzuen Osatze Kudeaketa Zentroak 24 proiektu burutu zituen, besteak beste, petrolio putzuen kontrol ekipamendua eta petrolio astunaren blokeo hodien garbiketa, 13,683 milioi yuaneko erosketa kostuak aurreztuz.

Petrolio-hodiak erabiltzean, hodiaren diametroa gero eta estuagoa bihurtzen da argizariaren, polimeroen eta gatzaren eraginez, petrolio gordinaren fluxua murriztuz eta petrolio gordinaren ekoizpenean eragina izanez. Hori dela eta, zulaketa-enpresek, oro har, urtean behin garbitzen dituzte hodiak. Hodi-junturen soldadura-josturak tratatu ondoren, beharrezkoa da hodiak garbitzea.

Oro har, petrolio-hodi gisa erabiltzen diren altzairuzko hodiek herdoila izaten dute barneko eta kanpoko gainazaletan. Garbitzen ez badira, erabili ondoren olio hidraulikoa kutsatuko da, gailu hidraulikoen funtzionamendu normalean eraginez. Hori dela eta, beharrezkoa da hodien barneko gainazaleko herdoila azido-garbiketaren bidez kentzea. Azido-garbiketak hodien kanpoko gainazaleko herdoila ere ken dezake, eta hori onuragarria da hodien kanpoko gainazalean herdoilaren aurkako pintura aplikatzeko, korrosioaren aurkako babes iraunkorra eskainiz. Azido-garbiketa, oro har, % 0 eta % 15 arteko kontzentrazioko azido-soluzio bat erabiliz egiten da. Youzhu enpresak korrosioaren inhibitzaile produktuak eskaintzen ditu: UZ CI-180, tenperatura altuko erresistentea den azidotze-korrosioaren inhibitzailea petrolio-eremuetan erabiltzeko. Azidoztatzeko edo dekapatzeko prozesuan, azidoak altzairua korrodituko du, eta tenperatura altuan, korrosioaren abiadura eta irismena asko handituko dira, beraz, petrolio-eremuen ekoizpenean, tenperatura altuko hodien korrosioa prebenitzea bereziki garrantzitsua da, eta hori ez dago soilik petrolio-eremuen ustiapenaren onurekin lotuta, baita ekoizpenaren segurtasunarekin ere. Hodi eta ekipamenduetan azidoaren higadura maila kontaktu-denboraren, azido-kontzentrazioaren eta tenperatura-baldintzen araberakoa da, eta abarren araberakoa da. UZ CI-180ak tenperatura altuko erresistentzia bikaina du, eta 180 °C-ko tenperaturetan (350 °F), putzuaren hondoan tenperatura altuetan azidoak altzairuan duen korrosio-efektua asko murriztu daiteke UZ CI-180 azido-nahasteari gehituz. Youzhuk aintzatespen handia jaso du Ipar-mendebaldeko Petrolio-eremuen Kudeaketa Zentroaren eskutik hodien garbiketan, zulaketa-fluidoen formulazioan eta ekipamenduen mantentze-lanetan egindako proiektuengatik.

Dongying hiriko Dong San errepidean kokatua, Fengye 1-10HF putzua 20 eguneko zulaketa-zikloaren hesia hausten duen lehen eskisto-olio putzu horizontala da, aurreikusitakoa baino 24 egun lehenago osatuz. Energia Administrazio Nazionalak onartutako hiru eskisto-olio erakustaldi-eremu nazionaletako bat da, eta Txinako kontinente-faila arroko eskisto-olioaren lehen erakustaldi-eremu nazionala. Putzua aurreikusitakoa baino 24 egun lehenago amaituz, 10 milioi yuan baino gehiago aurreztu ziren kostuetan.

400 metrora zegoen putzu baten hurbiltasunagatik eta legar-arroka mugatik gertu zegoelako, Fengye 1-10HF putzuak ura sartzeko, gainezka egiteko eta fluidoen galera izateko arriskua zuen. Horrez gain, putzuaren hondoko tenperatura altuek erronkak sortu zizkieten hainbat instrumenturi. Proiektu-taldeak ingeniaritza-teknologiari laguntza ematean eta funtsezko arazo teknologikoei aurre egitean jarri zuen arreta. Jarraian, mugak konpondu zituzten, hala nola, heterogeneotasun-puntu gozo sendoak aurreikusteko zailtasuna, tresnen mugak tenperatura eta presio altuetan, eta zulaketa-fluidoen galeraren eta sarreraren koexistentzia.

Lohi sintetikoetan oinarritutako sistema bat garatu eta aplikatu zuten jariakortasuna hobetzeko. Horien artean, Youzhuk garatutako TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives zulaketa-fluido gehigarriak kalitate handiko film bat sor dezake eskisto putzuaren gainazalean, zulaketa-fluidoaren iragazkia formazioan sartzea eragotziz. TF FL WH-1 60℉ (15,6 ℃) eta 400℉ (204 ℃) arteko zulo-hondoko zirkulazio-tenperaturak (BHCT) dituzten putzuetan erabiltzeko diseinatuta dago.

TF FL WH-1-k API fluidoen galerak kontrolatzen ditu 36cc/30min azpitik, formaziotik gasaren migrazioa kontrolatuz. Oro har, % 0,6tik % 2,0ra bitarteko BWOC behar da lokatz gehienetan. Normalean % 0,8ko BWOC baino gutxiagoko dosian erabiltzen da, horrela biltegia babestuz eta putzua egonkortuz. Horrek eskisto-poroak eta mikrohausturak eraginkortasunez zigilatzen ditu, zulaketa-fluidoaren iragazkia inbaditzea eragotziz eta poro-presioaren transmisioa murriztuz, zulaketa-fluidoaren inhibizioa nabarmen hobetuz.

Eremu-aplikazioaren emaitzek erakusten dute errendimendu handiko ur-oinarritutako zulaketa-fluidoak inhibizio handia duela, zulaketa-abiadura mekanikoa handitzen duela, tenperatura altuetan egonkorra dela, urtegia babesten duela eta ingurumena errespetatzen duela.

2022ko otsailean, Sinopec-en Bazhong 1HF putzuak, Jurasiko ibaiaren kanaleko hareharrizko petrolio eta gas urtegian kokatua, modu berritzailean proposatu zuen "haustura, inbibizio eta putzuen itxiera integrazioa" haustura-diseinu kontzeptua. Ikuspegi hau ibaiaren kanaleko hareharrizko urtegi trinkoen eta formazio-presio koefiziente altuen ezaugarriak jorratzeko garatu zen. Haustura-teknologia optimizatuak, "ebaketa estua + aldi baterako buxadura eta desbideratzea + intentsitate handiko harea gehitzea + inbibizio-olioaren hobekuntza" barne hartzen dituenak, nabarmen hobetu zuen lurpeko petrolio eta gasaren fluxu-ahalmena eta haustura-eredu berri bat ezarri zuen, putzu horizontalen eskala handiko hausturarako erreferentzia emanez.

Youzhuo-ren tenperatura altuko fluidoen galeraren gehigarriak, tenperatura altuko kolapsoaren aurkako tapoi-agenteak eta tenperatura altuko fluxu-erreguladoreak haustura-fluidoan formazio-poroen presioak, putzu-zuloaren tentsioak eta arrokaren erresistentziak eragindako presio- eta fluidoen galeraren erronkak gainditzen dituzte. Southwest Petroleum University-tik eratorritako gel-tapoi teknologia bereziak gel bereziari automatikoki isurtzea gelditzen dio galera-geruzan sartu ondoren, hausturak eta hutsuneak betez, eta "gel-tapoi" bat sortuz, barneko formazio-fluidoa putzu-zuloaren fluidotik isolatuz. Teknologia hau oso eraginkorra da fluido-galera esanguratsuak eta itzulera-bolumen minimoak dituzten formazio hautsi, porotsu eta hautsietan ihes larrietarako.

2023ko maiatzaren 30ean, goizeko 11:46an, China National Petroleum Corporation-eko (CNPC) Tarim petrolio-eremuak Shendi Teke 1 putzuan zulatzen hasi zen, 10.000 metroko sakoneran zientzia geologiko eta ingeniaritza ultra-sakonak esploratzeko bidaia baten hasiera markatuz. Honek une historikoa markatzen du Txinako lur sakoneko ingeniaritzarako, herrialdeko lur sakoneko esplorazio teknologian aurrerapen handia eta "10.000 metroko aroaren" hasiera adierazten baitu zulatzeko gaitasunetan.

Shendi Teke 1 putzua Shaya konderrian dago, Aksu prefekturan, Xinjiang-en, Taklamakan basamortuaren bihotzean. CNPC-k Tarim petrolio-eremuan egindako "lur sakoneko proiektu" garrantzitsua da, Fuman ultra-sakoneko petrolio eta gas eremuaren ondoan, 8.000 metroko sakonera eta mila milioi tonako erreserbak dituena. Putzuak 11.100 metroko sakonera diseinatua du eta 457 eguneko zulaketa eta amaiera epea aurreikusita dago. 2024ko martxoaren 4an, Shendi Teke 1-en zulaketa-sakonera 10.000 metrokoa baino gehiagokoa izan zen, eta horrek munduko bigarren eta Asiako lehen putzu bertikala bihurtu zuen sakonera hori gainditzen. Mugarri honek adierazten du Txinak modu independentean gainditu dituela tamaina honetako ultra-sakoneko putzuak zulatzearekin lotutako erronka teknikoak.

10.000 metroko sakoneran zulatzea petrolio eta gas ingeniaritza teknologiako arlorik erronkatsuenetako bat da, oztopo tekniko ugari dituelarik. Herrialde baten ingeniaritza teknologiaren eta ekipamenduen gaitasunen adierazle gakoa ere bada. Zuloen barneko tenperatura eta presio baldintzei aurre eginez, aurrerapen nabarmenak egin ziren tenperatura altuko zulaketa fluidoetan, tenperatura altuko motor erresistenteetan eta norabidezko zulaketa teknologian. Aurrerapenak ere lortu ziren nukleo laginketa eta kable erregistro ekipamenduetan, 175 MPa-ko edukiera duten presio ultra-altuko haustura kamioietan eta haustura fluidoen ekipamenduetan, eta horiek arrakastaz probatu ziren lekuan bertan. Garapen horiek putzu ultra-sakonak zulatzeko eta osatzeko hainbat teknologia kritiko sortzea ekarri zuten.

Proiektu honetan erabilitako zulaketa-fluidoen sisteman, tenperatura eta presio altuko ingurune espezifikoak jorratu ziren, fluido-galera murrizteko eta korrosio-inhibitzaile bikainak garatuz, tenperatura altuetan propietate erreologiko bikainak mantentzen dituztenak eta erraz doitzen eta mantentzen direnak. Buztina kontrolatzeko gehigarriek buztin partikulen deshidratazio-ahalmena ere hobetu zuten tenperatura ultra-altuko baldintzetan, zulaketa-fluidoaren egokitzapena eta egonkortasuna hobetuz.

Jimusar eskisto-olioa Txinako lehen lurreko eskisto-olio erakustaldi-eremu nazionala da, Junggar arroaren ekialdean kokatua. 1.278 kilometro koadroko azalera du eta 1.112 bilioi tonako baliabide-erreserba du, gutxi gorabehera. 2018an, Jimusar eskisto-olioaren garapen handia hasi zen. Lehen hiruhilekoan, Xinjiang Jimusar Lurreko Eskisto-Olio Erakustaldi-Eremu Nazionalak 315.000 tona eskisto-olio ekoitzi zituen, errekor historiko berria ezarriz. Erakustaldi-eremuak eskisto-olioaren erreserbak eta ekoizpena handitzeko ahaleginak bizkortzen ari da, 2024rako 100 zulaketa-putzu eta 110 haustura-putzu amaitzeko asmoarekin.

Eskisto-olioa, hau da, eskisto-harriari edo haren pitzadurei atxikitako petrolioa, erauzteko petrolio mota zailenetako bat da. Xinjiangek eskisto-olio baliabide aberatsak ditu, esplorazio eta garapenerako aukera zabalekin. Txinak eskisto-olio baliabideak identifikatu ditu etorkizuneko petrolioa ordezkatzeko gune gako gisa. Wu Chengmei, Xinjiang-eko Jiqing petrolio-eremuaren operazioen eremuko ikerketa geologikoko zentroko bigarren mailako ingeniariak, azaldu du Jimusar eskisto-olioa normalean 3.800 metro baino gehiago lurpean lurperatuta dagoela. Lurperatze sakonak eta bereziki iragazkortasun txikiak erauzketa zorrozte-harri batetik petrolioa ateratzea bezain zaila egiten dute.

Txinako lurreko eskisto-olioaren garapenak, oro har, lau erronka nagusi ditu: lehenik, petrolioa nahiko astuna da, eta horrek zaildu egiten du isurtzea; bigarrenik, puntu gozoak txikiak dira eta zailak dira aurreikusteko; hirugarrenik, buztin-eduki handiak haustura-prozesua zailtzen du; laugarrenik, banaketa ez da koherentea, eta horrek eragiketak konplikatzen ditu. Faktore hauek aspalditik mugatu dute Txinako lurreko eskisto-olioaren garapen handia eta eraginkorra. Proiektuan, haustura-atzerako fluidoa tratatzeko, gehigarri berri bat erabiltzen da kutsadura murrizteko eta fluidoa birziklatzeko, berriro haustura-fluido bihurtuz berrerabiltzeko. Metodo hau bederatzi putzutan probatu zen 2023an, emaitza bikainak lortuz. 2024ko ekainetik aurrera, proiektuak berreraikitako haustura-fluidoa eskala handiko haustura-eragiketa batean erabiltzea aurreikusten du.

Proiektuaren formazio nagusia ikatz-jantziek, lokatz-harri gris eta marroi sekzioek osatzen dute, urarekiko sentikorrak diren formazioak. Jimusar eskisto-olio blokean, bigarren putzuaren zulo irekiko sekzioa luzea da, eta formazioaren bustitze-denbora luzatzen da. Uretan oinarritutako lokatza erabiltzen bada, kolapsoa eta ezegonkortasuna litekeena da, baina petrolioan oinarritutako zulaketa-fluidoek ez dute hidratazio-efekturik eragiten. Uretan oinarritutako olio-emultsiozko zulaketa-fluidoek, egonkorrak direnean, ez dute hidratazio-efekturik eragiten, beraz, petrolioan oinarritutako zulaketa-fluidoek ez dute hidratazio-hanztura-presiorik sortzen. Ikerketak petrolioan oinarritutako lokatz-sistema bat hartzea ekarri du, honako kolapsoaren aurkako printzipio eta neurri hauekin: 1. Inhibizio kimikoa: 80:20tik gorako olio-ur erlazioa kontrolatzea formazioan ur-fasearen inbasioa murrizteko, ikatz-jantziek eta urarekiko oso sentikorrak diren formazioen hantura eta kolapsoa eraginkortasunez saihestuz. 2. Buxadura fisikoa: kaltzio materialak bezalako pisu-agenteak aldez aurretik gehitzea formazio ahuletan, formazioaren presio-ahalmena hobetzeko eta putzuen isuriak saihesteko. 3. Laguntza mekanikoa: 1,52 g/cm³-tik gorako dentsitatea kontrolatzea, pixkanaka handituz dentsitatea 1,58 g/cm³-ko diseinu-mugaraino eraikitze-atalean. Youzhu enpresak ekoitzitako pisu-agenteek nahi den efektua lor dezakete, zulaketa- eta putzu-osaketa proiektuen amaiera leun eta arrakastatsua bermatuz.