Casi applicativi di additivi chimici per giacimenti petroliferi

Nel 2022, di fronte all'impatto della pandemia di COVID-19, il Centro di gestione del completamento dei pozzi petroliferi del nord-ovest ha completato 24 progetti, tra cui apparecchiature per il controllo dei pozzi petroliferi e pulizia dei tubi per il blocco del petrolio pesante, risparmiando sui costi di approvvigionamento di 13,683 milioni di yuan.

Durante l'utilizzo dei tubi petroliferi, il diametro del tubo diventa sempre più stretto a causa degli effetti di cera, polimeri e sali, riducendo il flusso di petrolio greggio e influenzando la produzione di petrolio greggio. Pertanto, le società di perforazione generalmente puliscono i tubi una volta all'anno. Dopo aver trattato i cordoni di saldatura dei giunti dei tubi, è necessario pulire i tubi.

In condizioni generali, i tubi di acciaio utilizzati come tubi dell'olio presentano ruggine sia sulla superficie interna che su quella esterna. Se non pulito, contaminerà l'olio idraulico dopo l'uso, compromettendo il normale funzionamento dei dispositivi idraulici. Pertanto è necessario rimuovere la ruggine presente sulla superficie interna dei tubi mediante lavaggio acido. Il lavaggio acido può anche rimuovere la ruggine sulla superficie esterna dei tubi, il che è utile per applicare la vernice antiruggine sulla superficie esterna dei tubi, fornendo una protezione anticorrosione di lunga durata. Il lavaggio acido viene generalmente eseguito utilizzando una soluzione acida con una concentrazione compresa tra 0% e 15%. Youzhu Company, fornendo prodotti inibitori della corrosione: UZ CI-180, un inibitore della corrosione acidificante resistente alle alte temperature per l'uso in giacimenti petroliferi. Nel processo di acidificazione o decapaggio, l'acido corroderà l'acciaio e, ad alta temperatura, la velocità e la portata della corrosione aumenteranno notevolmente, pertanto, nella produzione dei giacimenti petroliferi, la prevenzione della corrosione dei tubi ad alta temperatura è particolarmente importante, che non è solo legato ai vantaggi dello sfruttamento dei giacimenti petroliferi, ma è anche strettamente correlato alla sicurezza della produzione. Il grado di erosione acida su tubazioni e apparecchiature dipende dal tempo di contatto, dalla concentrazione dell'acido e dalle condizioni di temperatura, ecc. UZ CI-180 ha un'eccellente resistenza alle alte temperature e, a temperature fino a 350 ° F (180 ° C), la corrosione L'effetto dell'acido sull'acciaio alle alte temperature sul fondo del pozzo può essere notevolmente ridotto aggiungendo UZ CI-180 alla miscela acida. Youzhu ha ricevuto un alto riconoscimento dal Northwest Oilfield Management Center per i suoi progetti di pulizia delle tubazioni, formulazione di fluidi di perforazione e manutenzione delle attrezzature.

Situato sulla Dong San Road nella città di Dongying, il pozzo Fengye 1-10HF è il primo pozzo orizzontale di shale oil a superare la barriera del ciclo di perforazione di 20 giorni, completandolo 24 giorni prima del previsto. È una delle tre zone dimostrative nazionali per l'olio di scisto approvate dall'Amministrazione nazionale per l'energia e la prima zona dimostrativa nazionale per l'olio di scisto del bacino di faglia continentale in Cina. Completando i lavori ben 24 giorni prima del previsto, sono stati risparmiati oltre 10 milioni di yuan in costi.

A causa della vicinanza a un pozzo fratturato a soli 400 metri di distanza e alla vicinanza al confine della roccia ghiaiosa, il pozzo Fengye 1-10HF ha dovuto affrontare rischi di intrusione di acqua, traboccamento e perdita di liquidi. Inoltre, le alte temperature sul fondo del pozzo hanno messo a dura prova vari strumenti. Il team del progetto si è concentrato sul supporto tecnologico ingegneristico e sulla gestione delle principali questioni tecnologiche. Successivamente hanno risolto vincoli come la difficoltà nel prevedere punti deboli di forte eterogeneità, le limitazioni degli strumenti a temperature e pressioni elevate e la coesistenza di perdita e afflusso di fluidi di perforazione.

Hanno sviluppato e applicato un sistema di fango a base sintetica per migliorare la fluidità. Tra questi, l'attuale additivo per fluidi di perforazione TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, sviluppato da Youzhu, può formare una pellicola di alta qualità sulla superficie del pozzo di scisto, impedendo al filtrato del fluido di perforazione di entrare nella formazione, TF FL WH- 1 è progettato per l'uso in pozzi con temperature di circolazione del fondo pozzo (BHCT) comprese tra 60 ℉ (15,6 ℃) e 400 ℉ (204 ℃).

TF FL WH-1 fornisce il controllo della perdita di fluido API inferiore a 36 cc/30 min controllando al tempo stesso la migrazione del gas dalla formazione. Generalmente nella maggior parte dei liquami è richiesto dallo 0,6% al 2,0% di BWOC. Di solito viene utilizzato a un dosaggio inferiore allo 0,8% BWOC, proteggendo così il giacimento e stabilizzando il pozzo. Ciò sigilla efficacemente i pori e le microfratture dello scisto, impedendo al filtrato del fluido di perforazione di invadere e riducendo la trasmissione della pressione dei pori, migliorando significativamente l'inibizione del fluido di perforazione.

I risultati delle applicazioni sul campo mostrano che il fluido di perforazione a base acquosa ad alte prestazioni è altamente inibitore, aumenta la velocità di perforazione meccanica, è stabile alle alte temperature, protegge il giacimento ed è rispettoso dell'ambiente.

Nel febbraio 2022, il pozzo Bazhong 1HF di Sinopec, situato nel giacimento di petrolio e gas di arenaria del canale del fiume Giurassico, ha proposto in modo innovativo il concetto di progettazione della fratturazione "fratturazione, imbibizione e integrazione ben chiusa". Questo approccio è stato sviluppato per affrontare le caratteristiche dei densi serbatoi di arenaria dei canali fluviali e degli elevati coefficienti di pressione di formazione. La tecnologia di fratturazione ottimizzata, che comprende "taglio stretto + ostruzione e deviazione temporanea + aggiunta di sabbia ad alta intensità + potenziamento dell'olio di imbibizione", ha migliorato significativamente la capacità di flusso del petrolio e del gas sotterraneo e ha stabilito un nuovo modello di fratturazione, fornendo un riferimento per grandi- fratturazione su scala di pozzi orizzontali.

L'additivo per la perdita di fluido ad alta temperatura di Youzhuo, l'agente di ostruzione anti-collasso per alta temperatura e il regolatore del tipo di flusso ad alta temperatura nel fluido di fratturazione superano le sfide di pressione e perdita di fluido causate dalla pressione dei pori di formazione, dallo stress del pozzo e dalla resistenza della roccia. La speciale tecnologia di gel plugging, derivata dalla Southwest Petroleum University, consente al gel speciale di interrompere automaticamente il flusso dopo essere entrato nello strato di perdita, riempiendo fratture e spazi vuoti, formando un "tappo di gel" che isola il fluido di formazione interno dal fluido del pozzo. Questa tecnologia è altamente efficace per perdite gravi in ​​formazioni fratturate, porose e rotte con significativa perdita di fluido e volumi di ritorno minimi.

Il 30 maggio 2023, alle 11:46, il giacimento petrolifero Tarim della China National Petroleum Corporation (CNPC) ha iniziato a perforare il pozzo Shendi Teke 1, segnalando l'inizio di un viaggio per esplorare le scienze geologiche e ingegneristiche ultra profonde a profondità che raggiungono 10.000 metri. Ciò segna un momento storico per l’ingegneria delle terre profonde della Cina, significando un importante passo avanti nella tecnologia di esplorazione delle terre profonde del paese e l’inizio dell’”era dei 10.000 metri” nelle capacità di perforazione.

Il pozzo Shendi Teke 1 si trova nella contea di Shaya, nella prefettura di Aksu, nello Xinjiang, nel cuore del deserto del Taklamakan. Si tratta di un significativo "progetto di terra profonda" della CNPC nel giacimento petrolifero di Tarim, adiacente all'area ultraprofonda di petrolio e gas di Fuman, che ha una profondità di 8.000 metri e riserve di un miliardo di tonnellate. Il pozzo ha una profondità progettata di 11.100 metri e un periodo di perforazione e completamento previsto di 457 giorni. Il 4 marzo 2024, la profondità di perforazione di Shendi Teke 1 ha superato i 10.000 metri, rendendolo il secondo pozzo verticale al mondo e il primo in Asia a superare questa profondità. Questo traguardo indica che la Cina ha superato in modo indipendente le sfide tecniche associate alla perforazione di pozzi ultra profondi di questa portata.

La perforazione a una profondità di 10.000 metri è uno dei campi più impegnativi nella tecnologia dell'ingegneria del petrolio e del gas, con numerosi colli di bottiglia tecnici. È anche un indicatore chiave della tecnologia ingegneristica e delle capacità delle attrezzature di un paese. Di fronte a condizioni estreme di temperatura e pressione del fondo pozzo, sono stati compiuti progressi significativi nei fluidi di perforazione ad alta temperatura, nei motori resistenti alle alte temperature e nelle tecnologie di perforazione direzionale. Sono stati ottenuti progressi anche nel campo delle apparecchiature per il campionamento del carotaggio e per la registrazione dei cavi, nei camion per la fratturazione ad altissima pressione con una capacità di 175 MPa e nelle apparecchiature per la fratturazione dei fluidi, che sono stati testati con successo in loco. Questi sviluppi hanno portato alla creazione di diverse tecnologie critiche per la perforazione e il completamento sicuri ed efficienti di pozzi ultra profondi.

Nel sistema dei fanghi di perforazione utilizzato in questo progetto, sono stati affrontati ambienti specifici ad alta temperatura e alta pressione con lo sviluppo di riduttori di perdite di fluido e inibitori di corrosione superiori che mantengono eccellenti proprietà reologiche alle alte temperature e sono facili da regolare e mantenere. Gli additivi per il controllo dell'argilla hanno inoltre migliorato la capacità di disidratazione delle particelle di argilla in condizioni di temperatura ultraelevata, migliorando l'adattabilità e la stabilità del fluido di perforazione.

L'olio di scisto di Jimusar è la prima zona dimostrativa nazionale cinese di olio di scisto terrestre, situata nella parte orientale del bacino di Junggar. Copre un'area di 1.278 chilometri quadrati e ha una riserva di risorse stimata di 1.112 miliardi di tonnellate. Nel 2018 è iniziato lo sviluppo su larga scala dell’olio di scisto Jimusar. Nel primo trimestre, la zona dimostrativa nazionale dell’olio di scisto terrestre dello Xinjiang Jimusar ha prodotto 315.000 tonnellate di olio di scisto, stabilendo un nuovo record storico. La zona dimostrativa sta accelerando gli sforzi per aumentare le riserve e la produzione di petrolio di scisto, con piani per completare 100 pozzi di perforazione e 110 pozzi di fratturazione entro il 2024.

L'olio di scisto, ovvero il petrolio attaccato alla roccia scistosa o all'interno delle sue fessure, è uno dei tipi di petrolio più difficili da estrarre. Lo Xinjiang dispone di ricche risorse petrolifere di scisto con ampie prospettive di esplorazione e sviluppo. La Cina ha identificato le risorse petrolifere di scisto come un’area chiave per la futura sostituzione del petrolio. Wu Chengmei, un ingegnere secondario presso il Centro di ricerca geologica dell'area operativa del giacimento petrolifero di Jiqing nel giacimento petrolifero dello Xinjiang, spiega che l'olio di scisto di Jimusar è generalmente sepolto a più di 3.800 metri sotto terra. L'interramento profondo e la permeabilità particolarmente bassa rendono l'estrazione impegnativa quanto l'estrazione dell'olio da una pietra per affilare.

Lo sviluppo del petrolio di scisto terrestre in Cina deve generalmente affrontare quattro sfide principali: in primo luogo, il petrolio è relativamente pesante, il che ne rende difficile il flusso; in secondo luogo, i punti deboli sono piccoli e difficili da prevedere; terzo, l’alto contenuto di argilla rende difficile la fratturazione; quarto, la distribuzione è incoerente e complica le operazioni. Questi fattori hanno a lungo limitato lo sviluppo efficiente e su larga scala dello shale oil terrestre in Cina. Nel progetto, per trattare il fluido di riflusso di fratturazione, viene utilizzato un nuovo additivo per ridurre l’inquinamento e riciclare il fluido, trasformandolo nuovamente in fluido di fratturazione per il riutilizzo. Questo metodo è stato testato su nove pozzi nel 2023 con ottimi risultati. A partire da giugno 2024, il progetto prevede di utilizzare il fluido di fratturazione ricostituito in un’operazione di fratturazione su larga scala.

La formazione principale del progetto è costituita da giacimenti di carbone e sezioni di fango grigio e marrone, che sono formazioni sensibili all'acqua. Nel blocco petrolifero di scisto Jimusar, la sezione a foro aperto del secondo pozzo è lunga e il tempo di assorbimento della formazione è prolungato. Se si utilizza fango a base acquosa, sono probabili collassi e instabilità, ma i fluidi di perforazione a base di petrolio non causano effetti di idratazione. Anche i fluidi di perforazione con emulsione olio in acqua, quando stabili, non causano effetti di idratazione, quindi i fluidi di perforazione a base di olio non creano pressioni di rigonfiamento di idratazione. La ricerca ha portato all'adozione di un sistema di fanghi a base oleosa, con principi e misure anti-collasso come segue: 1. Inibizione chimica: controllo del rapporto olio-acqua superiore a 80:20 per ridurre l'invasione della fase acquosa nella formazione, prevenendo efficacemente rigonfiamento e collasso dei giacimenti di carbone e delle formazioni altamente sensibili all'acqua. 2. Intasamento fisico: aggiunta anticipata di agenti di ponderazione come materiali di calcio nelle formazioni deboli per migliorare la capacità di carico della formazione e prevenire perdite dei pozzi. 3. Supporto meccanico: controllo della densità superiore a 1,52 g/cm³, aumento graduale della densità fino al limite di progettazione di 1,58 g/cm³ nella sezione di accumulo. Gli agenti di ponderazione prodotti dalla Youzhu Company possono ottenere l'effetto desiderato, garantendo il completamento regolare e positivo dei progetti di perforazione e completamento dei pozzi.