موارد کاربرد افزودنی های شیمیایی میدان نفتی

در سال 2022، در مواجهه با تاثیر همه‌گیری کووید-19، مرکز مدیریت تکمیل چاه میدان نفتی شمال غرب، 24 پروژه از جمله تجهیزات کنترل چاه‌های نفت و تمیز کردن لوله‌های نفتی سنگین را تکمیل کرد و در هزینه‌های تدارکات 13.683 میلیون یوان صرفه‌جویی کرد.

در حین استفاده از لوله های نفت، قطر لوله به دلیل تأثیرات موم، پلیمرها و نمک ها به طور فزاینده ای باریک تر می شود و جریان نفت خام را کاهش می دهد و بر تولید نفت خام تأثیر می گذارد. بنابراین شرکت های حفاری معمولا سالی یک بار لوله ها را تمیز می کنند. پس از درمان درزهای جوشی اتصالات لوله، تمیز کردن لوله ها ضروری است.

در شرایط کلی، لوله های فولادی که به عنوان لوله نفت استفاده می شوند، در هر دو سطح داخلی و خارجی زنگ زده اند. اگر تمیز نشود، روغن هیدرولیک را پس از استفاده آلوده می کند و عملکرد عادی دستگاه های هیدرولیک را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین لازم است زنگ زدگی سطح داخلی لوله ها از طریق اسید شویی حذف شود. اسید شویی همچنین می تواند زنگ زدگی سطح خارجی لوله ها را از بین ببرد که برای اعمال رنگ ضد زنگ روی سطح بیرونی لوله ها مفید است و محافظت طولانی مدت در برابر خوردگی ایجاد می کند. اسید شویی عموما با استفاده از محلول اسیدی با غلظت 0 تا 15 درصد انجام می شود. شرکت Youzhu، با ارائه محصولات بازدارنده خوردگی: UZ CI-180، یک بازدارنده خوردگی اسیدی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا برای استفاده در میدان نفتی. در فرآیند اسیدی کردن یا ترشی کردن، اسید باعث خوردگی فولاد می شود و در دمای بالا، سرعت و دامنه خوردگی بسیار افزایش می یابد، بنابراین، در تولید میدان نفتی، جلوگیری از خوردگی لوله با دمای بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. که نه تنها به مزایای بهره برداری از میدان نفتی مربوط می شود، بلکه با ایمنی تولید نیز ارتباط تنگاتنگی دارد. درجه فرسایش اسیدی در خطوط لوله و تجهیزات به زمان تماس، غلظت اسید و شرایط دما و غیره بستگی دارد. UZ CI-180 مقاومت عالی در برابر دمای بالا دارد و در دماهای تا 180 درجه سانتیگراد، خوردگی دارد. با افزودن UZ CI-180 به مخلوط اسید می توان اثر اسید بر روی فولاد در دماهای بالا در کف چاه را تا حد زیادی کاهش داد. Youzhu از مرکز مدیریت میدان نفتی شمال غرب برای پروژه های خود در تمیز کردن لوله، فرمولاسیون مایع حفاری و تعمیر و نگهداری تجهیزات، به رسمیت شناخته شده است.

چاه Fengye 1-10HF که در جاده دونگ سان در شهر دونگینگ قرار دارد، اولین چاه افقی نفت شیل است که از سد چرخه حفاری 20 روزه عبور می کند و 24 روز زودتر از برنامه تکمیل می شود. این یکی از سه منطقه ملی نمایش نفت شیل مورد تایید اداره ملی انرژی و اولین منطقه نمایش ملی برای نفت شیل حوضه گسل قاره ای در چین است. با تکمیل چاه 24 روز قبل از برنامه، بیش از 10 میلیون یوان در هزینه ها صرفه جویی شد.

چاه Fengye 1-10HF به دلیل نزدیکی به یک چاه مجاور که در فاصله 400 متری شکسته شده است و نزدیکی به مرز سنگ شنی با خطرات نفوذ آب، سرریز و از دست دادن سیال مواجه است. علاوه بر این، دمای بالا در پایین چاه چالش هایی را برای ابزارهای مختلف ایجاد کرد. تمرکز تیم پروژه بر پشتیبانی فناوری مهندسی و رسیدگی به مسائل کلیدی فناوری بود. آنها به‌طور متوالی محدودیت‌هایی مانند دشواری در پیش‌بینی نقاط شیرین ناهمگونی قوی، محدودیت‌های ابزار تحت دما و فشار بالا، و هم‌زیستی از دست دادن و هجوم سیال حفاری را حل کردند.

آنها یک سیستم گل مصنوعی را برای بهبود سیالیت توسعه دادند و به کار بردند. از این میان، افزودنی سیال حفاری فعلی TF FL WH-1 Siment Fluid-Fluid Additives، توسعه یافته توسط Youzhu می تواند یک فیلم با کیفیت بالا را بر روی سطح چاه شیل تشکیل دهد و از ورود فیلتر سیال حفاری به سازند جلوگیری کند، TF FL WH- 1 برای استفاده در چاه هایی با دمای گردش در سوراخ پایین (BHCTs) در 60 ℉ (15.6 ℃) تا 400 ℉ (204 ℃) طراحی شده است.

TF FL WH-1 کنترل اتلاف سیال API را در کمتر از 36 سی سی در 30 دقیقه فراهم می کند در حالی که مهاجرت گاز از سازند را کنترل می کند. به طور کلی 0.6٪ تا 2.0٪ BWOC در اکثر دوغاب ها مورد نیاز است. معمولاً در دوز کمتر از 0.8٪ BWOC استفاده می شود و در نتیجه از مخزن محافظت می کند و چاه را تثبیت می کند. این به طور موثر منافذ شیل و ریزشکستگی‌ها را می‌بندد و از نفوذ فیلتر سیال حفاری جلوگیری می‌کند و انتقال فشار حفاری را کاهش می‌دهد و به طور قابل توجهی مهار سیال حفاری را افزایش می‌دهد.

نتایج کاربرد میدانی نشان می‌دهد که سیال حفاری مبتنی بر آب با عملکرد بالا بسیار بازدارنده است، سرعت حفاری مکانیکی را افزایش می‌دهد، در دماهای بالا پایدار است، از مخزن محافظت می‌کند و سازگار با محیط زیست است.

در فوریه 2022، چاه Bazhong 1HF سینوپک، واقع در مخزن نفت و گاز ماسه سنگ کانال رودخانه ژوراسیک، به طور خلاقانه مفهوم طراحی شکستگی "شکستگی، جذب، و یکپارچگی چاه بسته" را پیشنهاد کرد. این رویکرد برای رسیدگی به ویژگی‌های مخازن ماسه سنگی کانال رودخانه متراکم و ضرایب فشار تشکیل بالا توسعه داده شد. فن آوری شکستگی بهینه، که شامل "برش محکم + بسته شدن و انحراف موقت + افزودن شن و ماسه با شدت بالا + افزایش روغن جذبی" است، به طور قابل توجهی ظرفیت جریان نفت و گاز زیرزمینی را افزایش داد و یک مدل شکستگی جدید ایجاد کرد و مرجعی برای شکستن مقیاس چاه های افقی

افزودنی اتلاف سیال در دمای بالا، عامل مسدود کننده ضد ریزش با دمای بالا و تنظیم کننده نوع جریان با دمای بالا در سیال شکسته بر چالش های فشار و اتلاف سیال ناشی از فشار منافذ تشکیل، تنش سوراخ چاه و استحکام سنگ غلبه می کند. فناوری ویژه ژل پلاگین، که از دانشگاه نفت وست وست گرفته شده است، به ژل ویژه اجازه می دهد تا پس از ورود به لایه از دست رفته، به طور خودکار جریان خود را متوقف کند، شکستگی ها و فضاهای خالی را پر کرده و یک "پلاگ ژل" تشکیل می دهد که سیال تشکیل داخلی را از سیال چاه جدا می کند. این فناوری برای نشت شدید در سازندهای شکسته، متخلخل و شکسته با اتلاف قابل توجه سیال و حداقل حجم برگشتی بسیار موثر است.

در 30 مه 2023، در ساعت 11:46 صبح، میدان نفتی تاریم شرکت ملی نفت چین (CNPC) حفاری در چاه Shendi Teke 1 را آغاز کرد که نشان دهنده آغاز سفری برای اکتشاف علوم زمین شناسی و مهندسی فوق العاده عمیق در اعماق است. 10000 متر. این یک لحظه تاریخی برای مهندسی اعماق زمین چین است که نشان دهنده یک پیشرفت بزرگ در فناوری اکتشاف در اعماق زمین این کشور و آغاز "عصر 10000 متری" در قابلیت‌های حفاری است.

چاه Shendi Teke 1 در شهرستان شایا، استان آکسو، سین کیانگ، در قلب صحرای تاکلاماکان واقع شده است. این یک "پروژه زمین عمیق" مهم توسط CNPC در میدان نفتی تاریم، در مجاورت منطقه فوق عمیق نفت و گاز فومن است که عمق 8000 متر و ذخایر یک میلیارد تنی دارد. این چاه دارای عمق طراحی شده 11100 متر و دوره حفاری و تکمیل برنامه ریزی شده 457 روز است. در 4 مارس 2024، عمق حفاری Shendi Teke 1 از 10000 متر گذشت و آن را به دومین چاه عمودی جهان و اولین چاه عمودی آسیا تبدیل کرد که از این عمق فراتر رفت. این نقطه عطف نشان می دهد که چین به طور مستقل بر چالش های فنی مرتبط با حفاری چاه های فوق عمیق با این بزرگی غلبه کرده است.

حفاری در عمق 10000 متری یکی از چالش برانگیزترین میدان ها در فناوری مهندسی نفت و گاز است که تنگناهای فنی متعددی دارد. همچنین یک شاخص کلیدی از فناوری مهندسی و قابلیت های تجهیزات یک کشور است. در مواجهه با شرایط شدید دما و فشار پایین چاله، پیشرفت های قابل توجهی در سیالات حفاری با دمای بالا، موتورهای مقاوم در برابر دمای بالا و فناوری های حفاری جهت دار انجام شد. همچنین پیشرفت‌هایی در تجهیزات نمونه‌برداری هسته و ثبت کابل، کامیون‌های شکست فوق‌العاده پرفشار با ظرفیت 175 مگاپاسکال و تجهیزات مایع شکستگی حاصل شد که با موفقیت در محل آزمایش شدند. این پیشرفت ها منجر به ایجاد چندین فناوری حیاتی برای حفاری ایمن و کارآمد و تکمیل چاه های فوق عمیق شد.

در سیستم سیال حفاری مورد استفاده در این پروژه، محیط‌های خاص با دمای بالا و فشار بالا با توسعه کاهش‌دهنده‌های تلفات سیال برتر و بازدارنده‌های خوردگی که خواص رئولوژیکی عالی را در دماهای بالا حفظ می‌کنند و تنظیم و نگهداری آسان هستند، مورد توجه قرار گرفت. افزودنی های کنترل خاک رس همچنین ظرفیت آبگیری ذرات خاک رس را در شرایط دمایی فوق العاده بالا افزایش داده و سازگاری و پایداری سیال حفاری را بهبود می بخشد.

نفت شیل جیموسار اولین منطقه ملی نمایش نفت شیل زمینی چین است که در قسمت شرقی حوضه جونگگار واقع شده است. مساحت آن 1278 کیلومتر مربع است و ذخایر منابع تخمینی آن 1.112 میلیارد تن است. در سال 2018، توسعه گسترده نفت شیل جیموسار آغاز شد. در سه ماهه اول، منطقه نمایشی نفت شیل زمینی ملی سین کیانگ جیموسار 315000 تن نفت شیل تولید کرد که رکورد تاریخی جدیدی را ثبت کرد. منطقه نمایشی با برنامه ریزی برای تکمیل 100 حلقه چاه حفاری و 110 حلقه چاه شکسته تا سال 2024، تلاش ها برای افزایش ذخایر و تولید نفت شیل را تسریع می کند.

نفت شیل که نفتی است که به سنگ شیل یا درون شکاف آن چسبیده است، یکی از سخت ترین انواع نفت برای استخراج است. سین کیانگ دارای منابع غنی نفت شیل با چشم اندازهای وسیع برای اکتشاف و توسعه است. چین منابع نفت شیل را به عنوان یک منطقه کلیدی برای جایگزینی نفت در آینده شناسایی کرده است. وو چنگمی، مهندس ثانویه در مرکز تحقیقات زمین شناسی منطقه عملیاتی میدان نفتی جیقینگ در میدان نفتی سین کیانگ، توضیح می دهد که نفت شیل جیموسار به طور کلی بیش از 3800 متر زیر زمین مدفون است. دفن عمیق و نفوذپذیری پایین بویژه استخراج را به همان اندازه چالش برانگیز می کند که استخراج روغن از سنگ آهن.

توسعه نفت شیل زمینی چین به طور کلی با چهار چالش عمده روبرو است: اول، نفت نسبتا سنگین است و جریان را دشوار می کند. دوم، نقاط شیرین کوچک هستند و پیش بینی آنها سخت است. سوم، محتوای خاک رس بالا، شکستگی را دشوار می کند. چهارم، توزیع ناسازگار است و عملیات را پیچیده می کند. این عوامل مدتهاست که توسعه گسترده و کارآمد نفت شیل زمینی در چین را محدود کرده است. در این پروژه، برای درمان سیال جریان برگشت شکستگی، از یک افزودنی جدید برای کاهش آلودگی و بازیافت سیال استفاده شده و آن را به مایع شکستگی برای استفاده مجدد تبدیل می کند. این روش در سال 2023 بر روی 9 چاه آزمایش شد و نتایج عالی داشت. از ژوئن 2024، این پروژه قصد دارد از مایع شکستگی بازسازی شده در عملیات شکستگی در مقیاس بزرگ استفاده کند.

سازند اصلی پروژه شامل درزهای زغال سنگ، مقاطع گل سنگی خاکستری و قهوه ای است که سازندهای حساس به آب هستند. در بلوک نفتی شیل جیموسار، بخش سوراخ باز چاه دوم طولانی است و زمان خیساندن سازند افزایش یافته است. اگر از گل پایه آب استفاده شود، احتمال فروپاشی و ناپایداری وجود دارد، اما سیالات حفاری مبتنی بر نفت اثرات هیدراتاسیون ایجاد نمی کنند. سیال‌های حفاری امولسیونی روغن در آب، زمانی که پایدار باشند، اثرات هیدراتاسیون نیز ایجاد نمی‌کنند، بنابراین سیال‌های حفاری مبتنی بر روغن، فشار تورم هیدراتاسیون ایجاد نمی‌کنند. تحقیقات منجر به اتخاذ سیستم گلی مبتنی بر نفت با اصول و اقدامات ضد ریزش به شرح زیر شده است: 1. بازدارندگی شیمیایی: کنترل نسبت روغن به آب بالای 80:20 برای کاهش تهاجم فاز آب به سازند، به طور موثر از جلوگیری تورم و فروپاشی درزهای زغال سنگ و سازندهای بسیار حساس به آب. 2. انسداد فیزیکی: افزودن مواد وزن‌دهنده مانند مواد کلسیم از قبل در سازندهای ضعیف برای افزایش ظرفیت تحمل فشار سازند و جلوگیری از نشت چاه. 3. پشتیبانی مکانیکی: کنترل تراکم بالای 1.52g/cm³، افزایش تدریجی چگالی تا حد طراحی 1.58g/cm³ در بخش ساخت. وزنه های تولید شده توسط شرکت یوژو می توانند به اثر مورد نظر دست یابند و از اتمام روان و موفقیت آمیز پروژه های حفاری و تکمیل چاه اطمینان حاصل کنند.