Öljykenttien kemiallisten lisäaineiden käyttötapaukset

Vuonna 2022 COVID-19-pandemian vaikutusten edessä Luoteis-Osa-Amerikan öljykenttien kaivojen täydennyshallintakeskus saattoi päätökseen 24 projektia, mukaan lukien öljykaivojen valvontalaitteet ja raskasöljyn tukosten putkien puhdistus, mikä säästi hankintakustannuksissa 13,683 miljoonaa yuania.

Öljyputkien käytön aikana putken halkaisija kapenee jatkuvasti vahan, polymeerien ja suolojen vaikutuksesta, mikä vähentää raakaöljyn virtausta ja vaikuttaa raakaöljyn tuotantoon. Siksi porausyritykset puhdistavat putket yleensä kerran vuodessa. Putkiliitosten hitsaussaumojen käsittelyn jälkeen putket on tarpeen puhdistaa.

Yleisesti ottaen öljyputkina käytettävien teräsputkien sisä- ja ulkopinnalla on ruostetta. Jos putkia ei puhdisteta, se saastuttaa hydrauliikkaöljyn käytön jälkeen ja vaikuttaa hydraulisten laitteiden normaaliin toimintaan. Siksi on tarpeen poistaa ruoste putkien sisäpinnalta happopesulla. Happopesu voi poistaa ruosteen myös putkien ulkopinnalta, mikä on hyödyllistä ruosteenestoaineen levittämisessä putkien ulkopinnalle ja pitkäkestoisen korroosionestoaineen aikaansaamiseksi. Happopesu suoritetaan yleensä happoliuoksella, jonka pitoisuus on 0–15 %. Youzhu Company tarjoaa korroosionestoaineita: UZ CI-180, korkean lämpötilan kestävä happamoittava korroosionestoaine öljykenttien käyttöön. Happamoinnissa tai peittauksessa happo syövyttää terästä, ja korkeassa lämpötilassa korroosion nopeus ja laajuus kasvavat huomattavasti, joten öljykenttien tuotannossa korkean lämpötilan putkien korroosionesto on erityisen tärkeää, mikä ei liity ainoastaan ​​öljykenttien hyödyntämisen etuihin, vaan myös läheisesti tuotantoturvallisuuteen. Happoerosion aste putkistoissa ja laitteissa riippuu kosketusajasta, happopitoisuudesta ja lämpötilaolosuhteista jne. UZ CI-180:lla on erinomainen korkeiden lämpötilojen kestävyys, ja jopa 180 °C:n (350 °F) lämpötiloissa hapon korroosiovaikutusta teräkseen kaivon pohjalla korkeissa lämpötiloissa voidaan vähentää huomattavasti lisäämällä UZ CI-180:aa happoseokseen. Youzhu on saanut paljon tunnustusta Northwest Oilfield Management Centeriltä putkien puhdistukseen, porausnesteiden valmistukseen ja laitteiden huoltoon liittyvistä projekteistaan.

Dongyingin kaupungissa Dong San Roadilla sijaitseva Fengye 1-10HF -kaivo on ensimmäinen liuskeöljyä tuottava vaakasuora kaivo, joka on rikkonut 20 päivän poraussyklin rajan ja valmistui 24 päivää etuajassa. Se on yksi kolmesta Kiinan kansallisen energiahallinnon hyväksymästä kansallisesta liuskeöljyn demonstraatiovyöhykkeestä ja ensimmäinen mannertenvälisen siirrosalueen liuskeöljyn kansallinen demonstraatiovyöhyke Kiinassa. Kaivon valmistuminen 24 päivää etuajassa säästi kustannuksissa yli 10 miljoonaa yuania.

Lähellä sijaitsevan, vain 400 metrin päässä sijaitsevan porauskaivon ja sorakivikadun läheisyyden vuoksi Fengye 1-10HF -porauskaivoon kohdistui veden tunkeutumisen, ylivuodon ja nestehäviön riskejä. Lisäksi kaivon pohjan korkeat lämpötilat asettivat haasteita useille instrumenteille. Projektitiimi keskittyi tekniseen tukeen ja keskeisten teknologisten ongelmien ratkaisemiseen. He ratkaisivat peräkkäin rajoituksia, kuten vaikeudet ennustaa voimakkaasti heterogeenisten sweet spot -pisteiden ominaisuuksia, instrumenttien rajoitukset korkeissa lämpötiloissa ja paineissa sekä porausnesteen hävikin ja sisäänvirtauksen samanaikaisen esiintymisen.

He kehittivät ja käyttivät synteettiseen pohjaan perustuvaa lietejärjestelmää juoksevuuden parantamiseksi. Näistä Youzhun kehittämä nykyinen porausnesteen lisäaine TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives voi muodostaa korkealaatuisen kalvon liuskekiven porausreiän pinnalle estäen porausnesteen suodoksen pääsyn muodostumaan. TF FL WH-1 on suunniteltu käytettäväksi kaivoissa, joiden pohjan kiertolämpötilat (BHCT) ovat 15,6–204 °C.

TF FL WH-1 tarjoaa API-nestehävikin hallinnan alle 36cc/30min ja samalla kontrolloi kaasun kulkeutumista muodostumasta. Yleensä useimmissa lietteissä vaaditaan 0,6–2,0 % BWOC:ta. Sitä käytetään yleensä alle 0,8 %:n BWOC-annoksena, mikä suojaa säiliötä ja vakauttaa kaivonreikää. Tämä sulkee tehokkaasti liuskekiven huokoset ja mikromurtumat, estäen porausnesteen suodoksen tunkeutumisen ja vähentäen huokospaineen siirtymistä, mikä parantaa merkittävästi porausnesteen estoa.

Kenttäkokeissa saadut tulokset osoittavat, että tehokas vesipohjainen porausneste on erittäin inhiboivaa, lisää mekaanista porausnopeutta, on stabiili korkeissa lämpötiloissa, suojaa säiliötä ja on ympäristöystävällinen.

Helmikuussa 2022 Sinopecin Bazhong 1HF -kaivo, joka sijaitsee jurakauden jokiuoman hiekkakiviöljy- ja kaasukentässä, esitti innovatiivisen "murtamisen, imeytymisen ja kaivon sulkemisen integroinnin" -murtamissuunnittelukonseptin. Tämä lähestymistapa kehitettiin ottamaan huomioon tiheiden jokiuoman hiekkakivikenttäalueiden ja korkeiden muodostuman painekertoimien ominaisuudet. Optimoitu murtamistekniikka, johon kuuluu "tiukka leikkaus + väliaikainen tulppaus ja ohjaus + voimakas hiekanlisäys + imeytysöljyn tehostaminen", paransi merkittävästi maanalaisen öljyn ja kaasun virtauskapasiteettia ja loi uuden murtamismallin, joka tarjoaa referenssin vaakasuorien kaivojen laajamittaiseen murtamiseen.

Youzhuon korkean lämpötilan nestehävikkilisäaine, korkean lämpötilan sortumisenestoaine ja korkean lämpötilan virtaustyyppinen säädin murtamisnesteessä ratkaisevat muodostuman huokospaineen, porausreiän jännityksen ja kallion lujuuden aiheuttamat paine- ja nestehäviöhaasteet. Southwest Petroleum Universityn kehittämä erityinen geelin tulppausteknologia mahdollistaa sen, että erityinen geeli lakkaa virtaamasta automaattisesti sen jälkeen, kun se on päässyt häviökerrokseen, täyttäen halkeamat ja tyhjät tilat ja muodostaen "geelitulpan", joka eristää muodostuman sisäisen nesteen porausreiän nesteestä. Tämä teknologia on erittäin tehokas vakavien vuotojen korjaamiseksi murtuneissa, huokoisissa ja rikkoutuneissa muodostumissa, joissa nestehävikki on merkittävää ja palautusmäärät minimaaliset.

Kiinan kansallisen öljyyhtiön (CNPC) Tarimin öljykenttä aloitti poraukset Shendi Teke 1 -kaivolla 30. toukokuuta 2023 kello 11.46. Tämä merkitsi syvän maan poraustekniikan historiaa ja merkittävää läpimurtoa maan syvän maan etsintäteknologiassa sekä "10 000 metrin aikakauden" alkua porauskyvyssä.

Shendi Teke 1 -kaivo sijaitsee Shayan piirikunnassa Aksun prefektuurissa Xinjiangissa Taklamakanin aavikon sydämessä. Se on CNPC:n merkittävä "syvän maan projekti" Tarimin öljykentällä, Fumanin erittäin syvän öljy- ja kaasuesiintymän vieressä, jonka syvyys on 8 000 metriä ja varannot miljardi tonnia. Kaivon suunniteltu syvyys on 11 100 metriä ja suunniteltu poraus- ja valmistumisaika 457 päivää. Shendi Teke 1:n poraussyvyys ylitti 10 000 metriä 4. maaliskuuta 2024, mikä teki siitä maailman toisen ja Aasian ensimmäisen pystysuuntaisen kaivon, joka on ylittänyt tämän syvyyden. Tämä virstanpylväs osoittaa, että Kiina on itsenäisesti voittanut tämän suuruusluokan erittäin syvien kaivojen poraamiseen liittyvät tekniset haasteet.

Poraus 10 000 metrin syvyydessä on yksi öljy- ja kaasutekniikan haastavimmista aloista, ja sillä on lukuisia teknisiä pullonkauloja. Se on myös keskeinen mittari maan teknologiselle ja laitevalmiudelle. Äärimmäisissä porausreiän lämpötila- ja paineolosuhteissa tehtiin merkittäviä edistysaskeleita korkean lämpötilan porausnesteissä, korkeita lämpötiloja kestävissä moottoreissa ja suuntaporausteknologioissa. Läpimurtoja tehtiin myös kairanäytteenotto- ja kaapelien tallennuslaitteissa, 175 MPa:n kapasiteetin omaavissa erittäin korkeapaineisissa murtamisvaunuissa ja murtamisnestelaitteissa, joita testattiin onnistuneesti paikan päällä. Nämä kehitysaskeleet johtivat useiden kriittisten teknologioiden luomiseen erittäin syvien kaivojen turvalliseen ja tehokkaaseen poraamiseen ja viimeistelyyn.

Tässä projektissa käytetyssä porausnestejärjestelmässä erityisiin korkean lämpötilan ja paineen ympäristöihin vastattiin kehittämällä ylivoimaisia ​​porausnestehäviöitä vähentäviä aineita ja korroosionestoaineita, jotka säilyttävät erinomaiset reologiset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa ja joita on helppo säätää ja huoltaa. Savipitoisuutta vähentävät lisäaineet paransivat myös savihiukkasten vedenpoistokykyä erittäin korkeissa lämpötiloissa, mikä parantaa porausnesteen sopeutumiskykyä ja vakautta.

Jimusarin liuskeöljy on Kiinan ensimmäinen kansallinen maanpäällinen liuskeöljyn esittelyalue, joka sijaitsee Junggarin altaan itäosassa. Sen pinta-ala on 1 278 neliökilometriä ja sen arvioidut resurssivarat ovat 1,112 miljardia tonnia. Vuonna 2018 aloitettiin Jimusarin liuskeöljyn laajamittainen kehittäminen. Ensimmäisellä neljänneksellä Xinjiangin Jimusarin kansallinen maanpäällinen liuskeöljyn esittelyalue tuotti 315 000 tonnia liuskeöljyä, mikä on uusi historiallinen ennätys. Esittelyalue vauhdittaa pyrkimyksiä lisätä liuskeöljyvaroja ja -tuotantoa, ja suunnitelmissa on rakentaa 100 porauskaivoa ja 110 murtamiskaivoa vuoteen 2024 mennessä.

Liuskeöljy, joka on liuskekiveen tai sen halkeamiin kiinnittynyttä öljyä, on yksi vaikeimmin louhittavista öljytyypeistä. Xinjiangissa on rikkaat liuskeöljyvarat, joilla on laajat etsintä- ja kehitysnäkymät. Kiina on tunnistanut liuskeöljyvarat keskeiseksi alueeksi öljyn korvaamiseksi tulevaisuudessa. Wu Chengmei, toisen asteen insinööri Jiqingin öljykenttien operaatioalueen geologisessa tutkimuskeskuksessa Xinjiangin öljykentillä, selittää, että Jimusarin liuskeöljy haudataan yleensä yli 3 800 metrin syvyyteen maan alle. Syvä hautaaminen ja erityisen alhainen läpäisevyys tekevät louhinnasta yhtä haastavaa kuin öljyn erottaminen hiomakivestä.

Kiinan maalla tapahtuva liuskeöljyn tuotanto kohtaa yleisesti neljä suurta haastetta: ensinnäkin öljy on suhteellisen raskasta, mikä tekee sen virtaamisesta vaikeaa; toiseksi, makeat pisteet ovat pieniä ja vaikeasti ennustettavia; kolmanneksi, korkea savipitoisuus tekee murtamisen vaikeaksi; ja neljänneksi, jakauma on epätasainen, mikä vaikeuttaa toimintaa. Nämä tekijät ovat pitkään rajoittaneet maalla tapahtuvaa liuskeöljyn laajamittaista ja tehokasta kehittämistä Kiinassa. Hankkeessa käytetään murtamisvirtausnesteen käsittelyyn uutta lisäainetta saasteiden vähentämiseksi ja nesteen kierrättämiseksi, jolloin se muuttuu takaisin murtamisnesteeksi uudelleenkäyttöä varten. Tätä menetelmää testattiin yhdeksässä kaivossa vuonna 2023 erinomaisin tuloksin. Kesäkuusta 2024 lähtien hanke aikoo käyttää uudelleen valmistettua murtamisnestettä laajamittaisessa murtamisoperaatiossa.

Hankkeen päämuodostuma koostuu hiilijuonteista, harmaista ja ruskeista lietekiviosuuksista, jotka ovat vedelle herkkiä muodostumia. Jimusarin liuskeöljylohkossa toisen kaivon avoimen reiän osuus on pitkä, ja muodostuman liotusaika on pidempi. Jos käytetään vesipohjaista lietettä, sortuma ja epävakaus ovat todennäköisiä, mutta öljypohjaiset porausnesteet eivät aiheuta hydraatiovaikutuksia. Öljy-vesi-emulsioporausnesteet eivät myöskään, kun ne ovat stabiileja, aiheuta hydraatiovaikutuksia, joten öljypohjaiset porausnesteet eivät aiheuta hydraatiopaisumispaineita. Tutkimus on johtanut öljypohjaisen lietejärjestelmän käyttöönottoon, jossa on seuraavat sortumanestoperiaatteet ja -toimenpiteet: 1. Kemiallinen esto: Öljy-vesisuhteen pitäminen yli 80:20:n vesifaasin tunkeutumisen vähentämiseksi muodostumaan, mikä estää tehokkaasti hiilijuonteiden ja erittäin vedelle herkkien muodostumien turpoamisen ja sortumisen. 2. Fyysinen tukkeutuminen: Painoaineiden, kuten kalsiummateriaalien, lisääminen etukäteen heikkoihin muodostumiin muodostuman paineenkestokyvyn parantamiseksi ja kaivon vuotojen estämiseksi. 3. Mekaaninen tuki: Tiheyden pitäminen yli 1,52 g/cm³:n ja tiheyden asteittainen lisääminen suunnitellulle rajalle 1,58 g/cm³ kasvuvaiheessa. Youzhu Companyn valmistamat painotusaineet voivat saavuttaa halutun vaikutuksen ja varmistaa poraus- ja kaivonvalmistusprojektien sujuvan ja onnistuneen loppuunsaattamisen.