Kasus Aplikasi Aditif Kimia Ladang Minyak

Pada tahun 2022, dalam menghadapi dampak pandemi COVID-19, Pusat Manajemen Penyelesaian Sumur Ladang Minyak Barat Laut menyelesaikan 24 proyek, termasuk peralatan kontrol sumur minyak dan pembersihan pipa penyumbatan minyak berat, sehingga menghemat biaya pengadaan sebesar 13,683 juta yuan.

Selama penggunaan pipa minyak, diameter pipa menjadi semakin menyempit karena pengaruh lilin, polimer, dan garam, sehingga mengurangi aliran minyak mentah dan memengaruhi produksi minyak mentah. Oleh karena itu, perusahaan pengeboran umumnya membersihkan pipa setahun sekali. Setelah melakukan perawatan pada jahitan las sambungan pipa, pipa perlu dibersihkan.

Secara umum, pipa baja yang digunakan sebagai pipa minyak memiliki karat pada permukaan dalam dan luar. Jika tidak dibersihkan, karat akan mengontaminasi oli hidrolik setelah digunakan, yang akan memengaruhi pengoperasian normal perangkat hidrolik. Oleh karena itu, karat pada permukaan dalam pipa perlu dihilangkan melalui pencucian asam. Pencucian asam juga dapat menghilangkan karat pada permukaan luar pipa, yang bermanfaat untuk mengaplikasikan cat antikarat pada permukaan luar pipa, sehingga memberikan perlindungan antikarat yang tahan lama. Pencucian asam umumnya dilakukan dengan menggunakan larutan asam dengan konsentrasi 0% hingga 15%. Perusahaan Youzhu, dengan menyediakan produk penghambat korosi: UZ CI-180, penghambat korosi pengasaman tahan suhu tinggi untuk penggunaan ladang minyak. Dalam proses pengasaman atau pengawetan, asam akan menimbulkan korosi pada baja, dan pada suhu tinggi, laju dan rentang korosi akan meningkat pesat, oleh karena itu, dalam produksi ladang minyak, pencegahan korosi pada pipa suhu tinggi sangatlah penting, yang tidak hanya terkait dengan manfaat eksploitasi ladang minyak, tetapi juga terkait erat dengan keselamatan produksi. Tingkat erosi asam pada jaringan pipa dan peralatan bergantung pada waktu kontak, konsentrasi asam, dan kondisi suhu, dll. UZ CI-180 memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, dan pada suhu hingga 350°F (180°C), efek korosi asam pada baja pada suhu tinggi di dasar sumur dapat dikurangi secara signifikan dengan menambahkan UZ CI-180 ke dalam campuran asam. Youzhu telah menerima pengakuan tinggi dari Northwest Oilfield Management Center atas proyek-proyeknya dalam pembersihan pipa, formulasi cairan pengeboran, dan perawatan peralatan.

Sumur Fengye 1-10HF yang berlokasi di Jalan Dong San di Kota Dongying merupakan sumur horizontal minyak serpih pertama yang berhasil menembus batas siklus pengeboran 20 hari, dengan penyelesaian 24 hari lebih cepat dari jadwal. Sumur ini merupakan salah satu dari tiga zona demonstrasi minyak serpih nasional yang disetujui oleh Badan Energi Nasional dan zona demonstrasi nasional pertama untuk minyak serpih cekungan patahan benua di Tiongkok. Dengan penyelesaian sumur 24 hari lebih cepat dari jadwal, lebih dari 10 juta yuan berhasil dihemat.

Karena dekatnya dengan sumur yang retak hanya 400 meter jauhnya dan dekatnya dengan batas batu kerikil, sumur Fengye 1-10HF menghadapi risiko intrusi air, luapan, dan kehilangan cairan. Selain itu, suhu tinggi di dasar sumur menimbulkan tantangan bagi berbagai instrumen. Tim proyek berfokus pada dukungan teknologi rekayasa dan mengatasi masalah teknologi utama. Mereka secara berturut-turut memecahkan kendala seperti kesulitan dalam memprediksi titik manis heterogenitas yang kuat, keterbatasan instrumen di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan koeksistensi kehilangan dan masuknya cairan pengeboran.

Mereka mengembangkan dan menerapkan sistem lumpur berbasis sintetis untuk meningkatkan fluiditas. Di antaranya, aditif fluida pengeboran terkini TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, yang dikembangkan oleh Youzhu dapat membentuk lapisan berkualitas tinggi pada permukaan lubang sumur serpih, mencegah filtrat fluida pengeboran memasuki formasi, TF FL WH-1 dirancang untuk digunakan pada sumur dengan suhu sirkulasi dasar sumur (BHCT) pada kisaran 60℉ (15,6℃) hingga 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 memberikan pengendalian kehilangan fluida API di bawah 36cc/30 menit sekaligus mengendalikan migrasi gas dari formasi. Umumnya 0,6% hingga 2,0% BWOC diperlukan dalam sebagian besar bubur. Biasanya digunakan pada dosis kurang dari 0,8% BWOC, sehingga melindungi reservoir dan menstabilkan lubang sumur. Ini secara efektif menutup pori-pori serpih dan retakan mikro, mencegah masuknya filtrat fluida pengeboran dan mengurangi transmisi tekanan pori, sehingga secara signifikan meningkatkan penghambatan fluida pengeboran.

Hasil aplikasi lapangan menunjukkan bahwa cairan pengeboran berbasis air berkinerja tinggi ini sangat menghambat, meningkatkan kecepatan pengeboran mekanis, stabil pada suhu tinggi, melindungi reservoir, dan ramah lingkungan.

Pada bulan Februari 2022, sumur Bazhong 1HF milik Sinopec, yang terletak di reservoir minyak dan gas batu pasir saluran sungai Jurassic, secara inovatif mengusulkan konsep desain rekahan "integrasi rekahan, penyerapan, dan penutupan sumur". Pendekatan ini dikembangkan untuk mengatasi karakteristik reservoir batu pasir saluran sungai yang padat dan koefisien tekanan formasi yang tinggi. Teknologi rekahan yang dioptimalkan, yang mencakup "pemotongan ketat + penyumbatan dan pengalihan sementara + penambahan pasir berintensitas tinggi + peningkatan penyerapan minyak," secara signifikan meningkatkan kapasitas aliran minyak dan gas bawah tanah dan membentuk model rekahan baru, yang menyediakan referensi untuk rekahan sumur horizontal berskala besar.

Aditif penghilangan fluida suhu tinggi, agen penyumbat anti-keruntuhan suhu tinggi, dan pengatur tipe aliran suhu tinggi dari Youzhuo dalam fluida rekahan mengatasi tantangan tekanan dan penghilangan fluida yang disebabkan oleh tekanan pori formasi, tekanan lubang sumur, dan kekuatan batuan. Teknologi penyumbat gel khusus, yang berasal dari Southwest Petroleum University, memungkinkan gel khusus tersebut secara otomatis berhenti mengalir setelah memasuki lapisan kehilangan, mengisi rekahan dan ruang hampa, membentuk "sumbat gel" yang mengisolasi fluida formasi internal dari fluida lubang sumur. Teknologi ini sangat efektif untuk kebocoran parah pada formasi yang retak, berpori, dan pecah dengan kehilangan fluida yang signifikan dan volume pengembalian yang minimal.

Pada tanggal 30 Mei 2023, pukul 11:46 WIB, Lapangan Minyak Tarim milik China National Petroleum Corporation (CNPC) mulai melakukan pengeboran di sumur Shendi Teke 1, yang menandakan dimulainya perjalanan untuk mengeksplorasi ilmu geologi dan teknik yang sangat dalam di kedalaman mencapai 10.000 meter. Hal ini menandai momen bersejarah bagi rekayasa bumi dalam di Tiongkok, yang menandakan terobosan besar dalam teknologi eksplorasi bumi dalam di negara tersebut dan dimulainya "era 10.000 meter" dalam kemampuan pengeboran.

Sumur Shendi Teke 1 terletak di Kabupaten Shaya, Prefektur Aksu, Xinjiang, di jantung Gurun Taklamakan. Sumur ini merupakan "proyek pengeboran tanah dalam" yang signifikan oleh CNPC di Ladang Minyak Tarim, yang berdekatan dengan wilayah minyak dan gas ultra-dalam Fuman, yang memiliki kedalaman 8.000 meter dan cadangan satu miliar ton. Sumur ini memiliki kedalaman yang dirancang 11.100 meter dan periode pengeboran dan penyelesaian yang direncanakan selama 457 hari. Pada tanggal 4 Maret 2024, kedalaman pengeboran Shendi Teke 1 melampaui 10.000 meter, menjadikannya sumur vertikal kedua di dunia dan pertama di Asia yang melampaui kedalaman ini. Tonggak sejarah ini menunjukkan bahwa Tiongkok telah secara mandiri mengatasi tantangan teknis yang terkait dengan pengeboran sumur ultra-dalam sebesar ini.

Pengeboran pada kedalaman 10.000 meter merupakan salah satu bidang yang paling menantang dalam teknologi rekayasa minyak dan gas, dengan berbagai hambatan teknis. Pengeboran juga merupakan indikator utama teknologi rekayasa dan kemampuan peralatan suatu negara. Menghadapi kondisi suhu dan tekanan bawah sumur yang ekstrem, kemajuan signifikan telah dicapai dalam cairan pengeboran suhu tinggi, motor tahan suhu tinggi, dan teknologi pengeboran terarah. Terobosan juga dicapai dalam peralatan pengambilan sampel inti dan pencatatan kabel, truk rekahan bertekanan sangat tinggi dengan kapasitas 175 MPa, dan peralatan cairan rekahan, yang berhasil diuji di lokasi. Perkembangan ini menghasilkan terciptanya beberapa teknologi penting untuk pengeboran dan penyelesaian sumur ultra-dalam yang aman dan efisien.

Dalam sistem fluida pengeboran yang digunakan dalam proyek ini, lingkungan suhu tinggi dan tekanan tinggi tertentu ditangani dengan pengembangan pereduksi kehilangan fluida dan penghambat korosi yang unggul yang mempertahankan sifat reologi yang sangat baik di bawah suhu tinggi dan mudah disesuaikan dan dirawat. Aditif pengendali lempung juga meningkatkan kapasitas pengeringan partikel lempung di bawah kondisi suhu sangat tinggi, meningkatkan kemampuan adaptasi dan stabilitas fluida pengeboran.

Minyak serpih Jimusar merupakan zona demonstrasi minyak serpih terestrial nasional pertama di Tiongkok, yang terletak di bagian timur Cekungan Junggar. Zona ini mencakup area seluas 1.278 kilometer persegi dan diperkirakan memiliki cadangan sumber daya sebesar 1,112 miliar ton. Pada tahun 2018, pengembangan minyak serpih Jimusar dalam skala besar dimulai. Pada kuartal pertama, Zona Demonstrasi Minyak Serpih Terestrial Nasional Xinjiang Jimusar memproduksi 315.000 ton minyak serpih, yang merupakan rekor sejarah baru. Zona demonstrasi ini mempercepat upaya untuk meningkatkan cadangan dan produksi minyak serpih, dengan rencana untuk menyelesaikan 100 sumur pengeboran dan 110 sumur rekahan pada tahun 2024.

Minyak serpih, yaitu minyak yang melekat pada batuan serpih atau di dalam retakannya, merupakan salah satu jenis minyak yang paling sulit diekstraksi. Xinjiang memiliki sumber daya minyak serpih yang kaya dengan prospek eksplorasi dan pengembangan yang luas. Tiongkok telah mengidentifikasi sumber daya minyak serpih sebagai area utama untuk penggantian minyak di masa mendatang. Wu Chengmei, seorang insinyur sekunder di Pusat Penelitian Geologi Area Operasi Ladang Minyak Jiqing di Ladang Minyak Xinjiang, menjelaskan bahwa minyak serpih Jimusar umumnya terkubur lebih dari 3.800 meter di bawah tanah. Penguburan yang dalam dan permeabilitas yang sangat rendah membuat ekstraksi sama menantangnya dengan mengekstraksi minyak dari batu asah.

Pengembangan minyak serpih terestrial Tiongkok secara umum menghadapi empat tantangan utama: pertama, minyaknya relatif berat, sehingga sulit mengalir; kedua, sweet spot-nya kecil dan sulit diprediksi; ketiga, kandungan tanah liat yang tinggi membuat rekahan menjadi sulit; keempat, distribusinya tidak konsisten, sehingga mempersulit operasi. Faktor-faktor ini telah lama membatasi pengembangan minyak serpih terestrial berskala besar dan efisien di Tiongkok. Dalam proyek tersebut, untuk mengolah fluida aliran balik rekahan, aditif baru digunakan untuk mengurangi polusi dan mendaur ulang fluida, mengubahnya kembali menjadi fluida rekahan untuk digunakan kembali. Metode ini diuji pada sembilan sumur pada tahun 2023 dengan hasil yang sangat baik. Hingga Juni 2024, proyek tersebut berencana untuk menggunakan fluida rekahan yang telah dilarutkan kembali dalam operasi rekahan berskala besar.

Formasi utama proyek ini terdiri dari lapisan batu bara, bagian batulumpur abu-abu dan coklat, yang merupakan formasi yang peka terhadap air. Di blok minyak serpih Jimusar, bagian lubang terbuka dari sumur kedua panjang, dan waktu perendaman formasi diperpanjang. Jika lumpur berbasis air digunakan, keruntuhan dan ketidakstabilan mungkin terjadi, tetapi cairan pengeboran berbasis minyak tidak menyebabkan efek hidrasi. Cairan pengeboran emulsi minyak dalam air, jika stabil, juga tidak menyebabkan efek hidrasi, sehingga cairan pengeboran berbasis minyak tidak menciptakan tekanan pembengkakan hidrasi. Penelitian telah mengarah pada penerapan sistem lumpur berbasis minyak, dengan prinsip dan tindakan anti-keruntuhan sebagai berikut: 1. Penghambatan kimia: Mengendalikan rasio minyak-air di atas 80:20 untuk mengurangi invasi fase air ke dalam formasi, secara efektif mencegah pembengkakan dan keruntuhan lapisan batu bara dan formasi yang sangat peka terhadap air. 2. Penyumbatan fisik: Menambahkan agen pemberat seperti bahan kalsium terlebih dahulu dalam formasi yang lemah untuk meningkatkan kapasitas menahan tekanan formasi dan mencegah kebocoran sumur. 3. Dukungan mekanis: Mengontrol kepadatan di atas 1,52 g/cm³, secara bertahap meningkatkan kepadatan hingga batas desain 1,58 g/cm³ di bagian penumpukan. Agen pemberat yang diproduksi oleh Perusahaan Youzhu dapat mencapai efek yang diinginkan, memastikan penyelesaian proyek pengeboran dan penyelesaian sumur yang lancar dan berhasil.