Umsóknartilvik um efnaaukefni í olíusvæðum

Árið 2022, í ljósi áhrifa COVID-19 faraldursins, lauk stjórnunarmiðstöð Northwest Oilfield Well Completion Management Center 24 verkefnum, þar á meðal stjórnbúnaði fyrir olíubrunna og hreinsun á stíflum í pípum vegna þungolíu, sem sparaði 13,683 milljónir júana í innkaupakostnaði.

Við notkun olíupípa verður þvermál pípunnar sífellt þrengra vegna áhrifa vaxs, fjölliða og salta, sem dregur úr flæði hráolíu og hefur áhrif á framleiðslu hráolíu. Þess vegna þrífa borfyrirtæki pípurnar almennt einu sinni á ári. Eftir að hafa meðhöndlað suðusamskeytin á pípusamskeytunum er nauðsynlegt að þrífa þær.

Almennt séð eru stálpípur sem notaðar eru sem olíupípur ryðgaðar bæði að innan og utan. Ef þær eru ekki hreinsaðar mun það menga vökvaolíuna eftir notkun og hafa áhrif á eðlilega virkni vökvabúnaðarins. Þess vegna er nauðsynlegt að fjarlægja ryðið af innra yfirborði pípanna með sýruþvotti. Sýruþvottur getur einnig fjarlægt ryð af ytra yfirborði pípanna, sem er gagnlegt til að bera ryðvarnarmálningu á ytra yfirborð pípanna og veita langvarandi tæringarvörn. Sýruþvottur er almennt framkvæmdur með sýrulausn með styrk frá 0% til 15%. Youzhu Company býður upp á tæringarvarnarefni: UZ CI-180, háhitaþolinn sýrutæringarvarnarefni fyrir notkun á olíusvæðum. Við sýru- eða súrsunarferlið mun sýran tæra stálið og við háan hita eykst hraði og umfang tæringar til muna, þess vegna er tæringarvarnir á háhitapípum sérstaklega mikilvægar í framleiðslu á olíusvæðum, sem tengist ekki aðeins ávinningi af nýtingu olíusvæða, heldur einnig nátengdu framleiðsluöryggi. Umfang sýrueyðingar á leiðslum og búnaði fer eftir snertitíma, sýruþéttni og hitastigi o.s.frv. UZ CI-180 hefur framúrskarandi háhitaþol og við hitastig allt að 180°C er hægt að draga verulega úr tæringaráhrifum sýru á stál við hátt hitastig neðst í brunninum með því að bæta UZ CI-180 við sýrublönduna. Youzhu hefur hlotið mikla viðurkenningu frá Northwest Oilfield Management Center fyrir verkefni sín í pípuhreinsun, borvökvaformúlu og viðhaldi búnaðar.

Fengye 1-10HF brunnurinn, sem er staðsettur við Dong San-veg í Dongying-borg, er fyrsti lárétti brunnurinn fyrir leirskiferolíu sem brýtur í gegnum 20 daga borunarferlið og lýkur 24 dögum á undan áætlun. Þetta er eitt af þremur landsbundnum sýningarsvæðum fyrir leirskiferolíu sem hafa verið samþykkt af Orkustofnun Kína og fyrsta landsbundna sýningarsvæðið fyrir leirskiferolíu frá meginlandsmisgengjum í Kína. Með því að ljúka brunninum 24 dögum á undan áætlun sparaðist meira en 10 milljónir júana í kostnaði.

Vegna nálægðar við sprunguborunarholu í aðeins 400 metra fjarlægð og nálægðar við mölbergsmörk, stóð Fengye 1-10HF holan frammi fyrir hættu á vatnsinnstreymi, yfirfalli og vökvatapi. Að auki olli hár hiti neðst á holunni áskorunum fyrir ýmis tæki. Verkefnateymið einbeitti sér að verkfræðilegri tækniaðstoð og að takast á við lykil tæknileg vandamál. Þeir leystu smám saman takmarkanir eins og erfiðleika við að spá fyrir um sterka ólíkleika, takmarkanir tækja við hátt hitastig og þrýsting, og samhliða tapi og innstreymi borvökva.

Þeir þróuðu og notuðu tilbúið leðjukerfi til að bæta flæði. Meðal þessara er núverandi borvökvaaukefni, TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, þróað af Youzhu, sem getur myndað hágæða filmu á yfirborði leirskiferborholunnar og komið í veg fyrir að borvökvasíuvökvi komist inn í myndunina. TF FL WH-1 er hannað til notkunar í borholum með hitastig á botni borholunnar (BHCT) á bilinu 60℉ (15,6℃) til 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 dregur úr vökvatapi API undir 36cc/30mín. og stýrir gasflæði frá jarðlögunum. Almennt er krafist 0,6% til 2,0% BWOC í flestum slurries. Það er venjulega notað í skömmtum undir 0,8% BWOC og verndar þannig lónið og stöðugar borholuna. Þetta innsiglar á áhrifaríkan hátt svitaholur og örsprungur í leirskifer, kemur í veg fyrir að borvökvi komist inn og dregur úr þrýstingi í svitaholur, sem eykur verulega hömlun borvökvans.

Niðurstöður úr notkun á vettvangi sýna að afkastamikill vatnsleysanlegur borvökvi er mjög hamlandi, eykur vélrænan borhraða, er stöðugur við hátt hitastig, verndar borholuna og er umhverfisvænn.

Í febrúar 2022 lagði Sinopec, Bazhong 1HF brunnurinn, sem staðsettur er í sandsteinsolíu- og gasgeymi Jurassic-árinnar, fram nýstárlega hugmynd um sprunguhönnun með „sprungumyndun, uppsog og samþættingu brunnlokunar“. Þessi aðferð var þróuð til að takast á við eiginleika þéttra sandsteinsgeyma í árfarvegum og háa myndunarþrýstingsstuðla. Bjartsýni sprungutæknin, sem felur í sér „þétta skurði + tímabundna stíflun og fráleiðingu + viðbætingu með miklum styrk af sandi + aukningu á uppsogsolíu,“ jók verulega flæðigetu neðanjarðarolíu og gass og setti á fót nýtt sprungulíkan, sem veitir viðmiðun fyrir stórfellda sprungumyndun láréttra brunna.

Aukefni Youzhuo fyrir vökvatap við háan hita, stífluefni gegn hruni við háan hita og flæðisstýring við háan hita í sprunguvökvanum sigrast á þrýstingi og vökvatap sem stafar af þrýstingi í mynduninni, álagi í borholu og bergstyrk. Sérstök gelstíflutækni, fengin frá Southwest Petroleum University, gerir sérstöku geli kleift að hætta sjálfkrafa að renna eftir að það fer inn í taplagið, fyllir sprungur og holrými og myndar „geltappa“ sem einangrar innri myndunarvökvann frá borholuvökvanum. Þessi tækni er mjög áhrifarík við alvarlegum leka í sprungnum, holóttum og sprungnum myndunum með verulegu vökvatapi og lágmarks endurkomumagni.

Þann 30. maí 2023, klukkan 11:46, hóf Tarim-olíusvæðið í eigu China National Petroleum Corporation (CNPC) borun í Shendi Teke 1 brunninum, sem markaði upphaf ferðalags til að kanna afar djúpar jarðfræðilegar og verkfræðilegar vísindi á allt að 10.000 metra dýpi. Þetta markar sögulegan tíma fyrir djúp jarðverkfræði í Kína, sem markar stórt bylting í djúp jarðkönnunartækni landsins og upphaf „10.000 metra tímabilsins“ í borunargetu.

Shendi Teke 1 brunnurinn er staðsettur í Shaya-sýslu í Aksu-héraði í Xinjiang, í hjarta Taklamakan-eyðimerkurinnar. Þetta er umfangsmikið „djúpjarðarverkefni“ frá CNPC á Tarim-olíusvæðinu, aðliggjandi Fuman-olíu- og gassvæðinu með djúpa olíu og gas, sem er 8.000 metra djúpt og hefur einn milljarð tonna birgðir. Brunnurinn er hönnuð til að dýpa 11.100 metra og áætlaður borunartími er 457 dagar. Þann 4. mars 2024 fór bordýpi Shendi Teke 1 yfir 10.000 metra, sem gerir hann að annarri lóðréttu brunninum í heiminum og fyrstu í Asíu til að fara yfir þetta dýpi. Þessi áfangi gefur til kynna að Kína hafi sjálfstætt sigrast á tæknilegum áskorunum sem fylgja borun djúpra brunna af þessari stærðargráðu.

Borun á 10.000 metra dýpi er eitt af krefjandi sviðum í olíu- og gasverkfræðitækni, með fjölmörgum tæknilegum flöskuhálsum. Það er einnig lykilvísir að verkfræðitækni og búnaðargetu landsins. Frammi fyrir miklum hita- og þrýstingsaðstæðum niðri í borholum hafa miklar framfarir verið gerðar í háhitavökvum fyrir borun, háhitaþolnum mótorum og stefnuborunartækni. Einnig hafa byltingar orðið í búnaði til kjarnasýnatöku og kapalskráningar, sprengibílum með ofurháum þrýstingi með 175 MPa afkastagetu og búnaði til sprengivökva, sem voru prófaðir með góðum árangri á staðnum. Þessi þróun leiddi til þess að nokkrar mikilvægar tækniframfarir voru skapaðar fyrir örugga og skilvirka borun og frágang ofurdjúpra borhola.

Í borvökvakerfinu sem notað var í þessu verkefni var fjallað um sérstök umhverfi við háan hita og háan þrýsting með þróun á framúrskarandi vökvatapsdælum og tæringarhemlum sem viðhalda framúrskarandi seigjueiginleikum við háan hita og eru auðveld í stillingu og viðhaldi. Leirstýrandi aukefni juku einnig afvötnunargetu leiragna við mjög háan hita, sem bætti aðlögunarhæfni og stöðugleika borvökvans.

Jimusar-leirskiferolía er fyrsta landsbundna sýningarsvæðið í Kína fyrir jarðskiferolíu, staðsett í austurhluta Junggar-dalsins. Það nær yfir 1.278 ferkílómetra svæði og hefur áætlaðar auðlindir upp á 1,112 milljarða tonna. Árið 2018 hófst stórfelld þróun á Jimusar-leirskiferolíu. Á fyrsta ársfjórðungi framleiddi Xinjiang Jimusar National Terrestrial Shale Oil Demonstration Zone 315.000 tonn af leirskiferolíu, sem setti nýtt sögulegt met. Sýningarsvæðið er að flýta fyrir viðleitni til að auka olíuforða og framleiðslu á leirskiferolíu og áætlanir eru um að ljúka 100 borholum og 110 sprunguholum fyrir árið 2024.

Leirskiferolía, sem er olía sem festist við leirskiferberg eða í sprungum þess, er ein erfiðasta olíutegundin til vinnslu. Xinjiang býr yfir ríkum auðlindum af leirskiferolíu með miklum möguleikum á olíuleit og þróun. Kína hefur bent á að olíuauðlindir úr leirskifer séu lykilsvæði fyrir framtíðarolíuuppbót. Wu Chengmei, verkfræðingur við jarðfræðilega rannsóknarmiðstöð Jiqing olíusvæðisins í Xinjiang olíusvæðinu, útskýrir að Jimusar leirskiferolía sé almennt grafin meira en 3.800 metra neðanjarðar. Djúp grafningin og sérstaklega lítil gegndræpi gera olíuvinnsluna jafn krefjandi og að vinna olíu úr brýni.

Þróun kínverskrar olíu á landi úr skiferi stendur almennt frammi fyrir fjórum megináskorunum: Í fyrsta lagi er olían tiltölulega þung, sem gerir hana erfiða í flæði; í öðru lagi eru bestu mögulegu olíusvæðin lítil og erfitt að spá fyrir um; í þriðja lagi gerir hátt leirinnihald sprunguvinnslu erfiða; í fjórða lagi er dreifingin ójöfn, sem flækir aðgerðir. Þessir þættir hafa lengi takmarkað stórfellda og skilvirka þróun á landi úr skiferi í Kína. Í verkefninu, til að meðhöndla afturflæðisvökva frá sprunguvinnslu, er nýtt aukefni notað til að draga úr mengun og endurvinna vökvann, sem breytir honum aftur í sprunguvinnsluvökva til endurnotkunar. Þessi aðferð var prófuð á níu borholum árið 2023 með frábærum árangri. Frá og með júní 2024 er áætlað að nota endurbyggða sprunguvinnsluvökvann í stórfelldri sprunguvinnslu.

Aðalmyndun verkefnisins samanstendur af kolalögum, gráum og brúnum leirsteinshlutum, sem eru vatnsnæmar myndanir. Í Jimusar-leirsteinsblokkinni er opinn hluti annarrar brunnsins langur og ídreypitími myndunarinnar lengist. Ef vatnsbundinn leir er notaður eru líkur á hruni og óstöðugleika, en olíubundnir borvökvar valda ekki vökvunaráhrifum. Olíu-í-vatni emulsíuborvökvar, þegar þeir eru stöðugir, valda heldur ekki vökvunaráhrifum, þannig að olíubundnir borvökvar skapa ekki vökvunarþrýsting. Rannsóknir hafa leitt til þess að olíubundið leirkerfi er tekið upp, með hrunsvörnum og aðgerðum sem hér segir: 1. Efnafræðileg hömlun: Stjórnun olíu-vatnshlutfallsins yfir 80:20 til að draga úr innrás vatnsfasa í myndunina, sem kemur í veg fyrir bólgu og hrun kolalaga og mjög vatnsnæmra myndana. 2. Eðlisfræðileg stíflun: Bætið við þyngdarefnum eins og kalsíumefnum fyrirfram í veikum myndunum til að auka þrýstingsþol myndunarinnar og koma í veg fyrir leka í brunninum. 3. Vélrænn stuðningur: Stjórnun á eðlisþyngd yfir 1,52 g/cm³, smám saman aukning á eðlisþyngd upp að hönnunarmörkum 1,58 g/cm³ í uppbyggingarhlutanum. Þyngdarefni frá Youzhu Company geta náð tilætluðum árangri og tryggt greiða og farsæla framkvæmd borunar- og brunnsverkefna.