Naftos telkinių cheminių priedų taikymo atvejai

2022 m., susidūręs su COVID-19 pandemijos poveikiu, Šiaurės vakarų naftos telkinių gręžinių užbaigimo valdymo centras baigė 24 projektus, įskaitant naftos gręžinių valdymo įrangos ir sunkiosios naftos užsikimšimų vamzdžių valymo projektus, sutaupydamas 13,683 mln. juanių viešųjų pirkimų išlaidų.

Naudojant naftos vamzdžius, dėl vaško, polimerų ir druskų poveikio vamzdžių skersmuo vis siaurėja, o tai sumažina naftos srautą ir daro įtaką naftos gavybai. Todėl gręžimo įmonės paprastai valo vamzdžius kartą per metus. Apdorojus vamzdžių jungčių suvirinimo siūles, būtina juos išvalyti.

Paprastai plieniniai vamzdžiai, naudojami kaip naftos vamzdžiai, turi rūdžių tiek ant vidinio, tiek ant išorinio paviršiaus. Jei nevaloma, po naudojimo hidraulinė alyva užteršia alyvą ir sutrikdo normalų hidraulinių įrenginių veikimą. Todėl būtina pašalinti rūdis nuo vamzdžių vidinio paviršiaus plaunant rūgštimi. Plovimas rūgštimi taip pat gali pašalinti rūdis nuo išorinio vamzdžių paviršiaus, o tai naudinga padengiant išorinį vamzdžių paviršių antikoroziniais dažais ir užtikrinant ilgalaikę apsaugą nuo korozijos. Plovimas rūgštimi paprastai atliekamas naudojant rūgšties tirpalą, kurio koncentracija yra nuo 0 % iki 15 %. „Youzhu Company“ tiekia korozijos inhibitorių produktus: UZ CI-180 – aukštos temperatūros rūgštinančią korozijos inhibitorių, skirtą naudoti naftos telkiniuose. Rūgštinimo ar ėsdinimo procese rūgštis korozuoja plieną, o aukštoje temperatūroje korozijos greitis ir diapazonas labai padidėja, todėl naftos telkinių gavyboje ypač svarbi aukštos temperatūros vamzdžių korozijos prevencija, kuri susijusi ne tik su naftos telkinių eksploatavimo privalumais, bet ir su gamybos sauga. Rūgšties erozijos laipsnis ant vamzdynų ir įrangos priklauso nuo sąlyčio laiko, rūgšties koncentracijos ir temperatūros sąlygų ir kt. UZ CI-180 pasižymi puikiu atsparumu aukštai temperatūrai, o esant iki 180 °C (350 °F) temperatūrai, rūgšties korozijos poveikis plienui aukštoje temperatūroje gręžinio dugne gali būti gerokai sumažintas įpylus UZ CI-180 į rūgšties mišinį. „Youzhu“ sulaukė didelio Šiaurės vakarų naftos telkinių valdymo centro pripažinimo už savo vamzdžių valymo, gręžimo skysčių formulavimo ir įrangos priežiūros projektus.

Dong San kelyje, Dongingo mieste, esantis „Fengye 1-10HF“ gręžinys yra pirmasis horizontalus skalūnų naftos gręžinys, įveikęs 20 dienų gręžimo ciklo barjerą ir baigęs gręžti 24 dienomis anksčiau nei planuota. Tai viena iš trijų Nacionalinės energetikos administracijos patvirtintų nacionalinių skalūnų naftos demonstracinių zonų ir pirmoji nacionalinė kontinentinio lūžio baseino skalūnų naftos demonstracinė zona Kinijoje. Užbaigus gręžinį 24 dienomis anksčiau nei planuota, buvo sutaupyta daugiau nei 10 mln. juanių išlaidų.

Dėl netoliese esančio gręžinio, kurio plyšys yra vos už 400 metrų, ir artumo žvyro uolienų ribai, „Fengye 1-10HF“ gręžiniui grėsė vandens įsiskverbimo, perpildymo ir skysčių praradimo rizika. Be to, aukšta temperatūra gręžinio dugne kėlė iššūkių įvairiems prietaisams. Projekto komanda daugiausia dėmesio skyrė inžinerinių technologijų palaikymui ir pagrindinių technologinių problemų sprendimui. Jie sėkmingai išsprendė tokius apribojimus kaip sunkumai numatant didelio heterogeniškumo optimalias gręžimo zonas, prietaisų apribojimai esant aukštai temperatūrai ir slėgiui bei gręžimo skysčio nuostolių ir antplūdžio sambūvis.

Jie sukūrė ir pritaikė sintetinio pagrindo purvo sistemą takumui pagerinti. Tarp jų dabartinis gręžimo skysčio priedas TF FL WH-1 cemento skysčio nuostolius mažinantys priedai, kuriuos sukūrė „Youzhu“, gali sudaryti aukštos kokybės plėvelę ant skalūnų gręžinio paviršiaus, neleisdama gręžimo skysčio filtratui patekti į formaciją. TF FL WH-1 yra skirtas naudoti gręžiniuose, kurių dugno cirkuliacijos temperatūra (BHCT) yra nuo 60 ℉ (15,6 ℃) iki 400 ℉ (204 ℃).

TF FL WH-1 užtikrina API skysčio nuostolių kontrolę, kai srautas mažesnis nei 36 cm³/30 min., ir tuo pačiu metu kontroliuoja dujų migraciją iš formacijos. Paprastai daugumai suspensijų reikia nuo 0,6 % iki 2,0 % BWOC. Paprastai jo dozė yra mažesnė nei 0,8 % BWOC, taip apsaugant rezervuarą ir stabilizuojant gręžinį. Tai efektyviai užsandarina skalūnų poras ir mikroįtrūkimus, neleisdama gręžimo skysčio filtratui prasiskverbti ir sumažindama porų slėgio perdavimą, žymiai padidindama gręžimo skysčio slopinimą.

Lauko taikymo rezultatai rodo, kad didelio našumo vandens pagrindo gręžimo skystis pasižymi dideliu slopinamumu, padidina mechaninio gręžimo greitį, yra stabilus aukštoje temperatūroje, apsaugo rezervuarą ir yra ekologiškas.

2022 m. vasarį „Sinopec“ „Bazhong 1HF“ gręžinys, esantis Juros periodo upės vagos smiltainio naftos ir dujų telkinyje, novatoriškai pasiūlė „hidraulinio ardymo, įsiurbimo ir gręžinio uždarymo integracijos“ hidraulinio ardymo projektavimo koncepciją. Šis metodas buvo sukurtas atsižvelgiant į tankių upės vagos smiltainio telkinių ir didelių formacijos slėgio koeficientų ypatybes. Optimizuota hidraulinio ardymo technologija, apimanti „sandarus pjovimas + laikinas užkimšimas ir nukreipimas + didelio intensyvumo smėlio įpylimas + įsiurbimo naftos pagerinimas“, žymiai padidino požeminės naftos ir dujų srauto pralaidumą ir sukūrė naują hidraulinio ardymo modelį, suteikiantį pagrindą didelio masto horizontalių gręžinių hidrauliniam ardymui.

„Youzhuo“ aukštos temperatūros skysčio nuostolių priedas, aukštos temperatūros apsauga nuo griūties ir aukštos temperatūros srauto reguliatorius hidraulinio ardymo skystyje įveikia slėgio ir skysčio nuostolių iššūkius, kuriuos sukelia formacijos porų slėgis, gręžinio įtempis ir uolienų stiprumas. Speciali gelio kamščių technologija, sukurta Pietvakarių naftos universitete, leidžia specialiam geliui automatiškai nustoti tekėti patekus į nuostolių sluoksnį, užpildant įtrūkimus ir tuštumas, suformuojant „gelio kamštį“, kuris izoliuoja vidinį formacijos skystį nuo gręžinio skysčio. Ši technologija yra labai efektyvi esant dideliam nuotėkiui suskilusiuose, porėtuose ir suirusiuose dariniuose, kai skysčio nuostoliai yra dideli, o grįžtamasis tūris – minimalus.

2023 m. gegužės 30 d., 11:46 val., Kinijos nacionalinės naftos korporacijos (CNPC) „Tarim“ naftos telkinys pradėjo gręžti „Shendi Teke 1“ gręžinyje, pradėdamas itin gilių geologinių ir inžinerinių mokslų tyrinėjimo kelionę, kurios gylis siekia 10 000 metrų. Tai istorinis momentas Kinijos giliųjų žemės gręžinių inžinerijoje, žymintis didelį proveržį šalies giliųjų žemės žvalgybos technologijose ir „10 000 metrų eros“ gręžimo pajėgumų srityje pradžią.

„Shendi Teke 1“ gręžinys yra Šajos apygardoje, Aksu prefektūroje, Sindziange, Taklamakano dykumos širdyje. Tai reikšmingas CNPC „giluminio gręžimo projektas“ Tarimo naftos telkinyje, greta Fumano itin gilaus naftos ir dujų telkinio, kurio gylis yra 8000 metrų, o atsargos – vienas milijardas tonų. Gręžinio projektinis gylis yra 11 100 metrų, o planuojamas gręžimo ir užbaigimo laikotarpis – 457 dienos. 2024 m. kovo 4 d. „Shendi Teke 1“ gręžimo gylis viršijo 10 000 metrų, todėl tai antrasis pasaulyje ir pirmasis Azijoje vertikalus gręžinys, viršijęs šį gylį. Šis etapas rodo, kad Kinija savarankiškai įveikė techninius iššūkius, susijusius su tokio masto itin gilių gręžinių gręžimu.

Gręžimas 10 000 metrų gylyje yra viena sudėtingiausių naftos ir dujų inžinerijos technologijų sričių, turinti daug techninių kliūčių. Tai taip pat yra pagrindinis šalies inžinerinių technologijų ir įrangos pajėgumų rodiklis. Susidūrus su ekstremaliomis temperatūros ir slėgio sąlygomis gręžiniuose, buvo padaryta didelė pažanga aukštos temperatūros gręžimo skysčių, aukštai temperatūrai atsparių variklių ir kryptinio gręžimo technologijų srityse. Taip pat buvo pasiekta proveržių kernų mėginių ėmimo ir kabelių registravimo įrangos, itin aukšto slėgio hidraulinio ardymo sunkvežimių, kurių talpa yra 175 MPa, ir hidraulinio ardymo skysčių įrangos srityje, kurios buvo sėkmingai išbandytos vietoje. Šie pasiekimai lėmė kelių svarbių technologijų, skirtų saugiam ir efektyviam itin gilių gręžinių gręžimui ir užbaigimui, sukūrimą.

Šiame projekte naudotoje gręžimo skysčio sistemoje, specifinės aukštos temperatūros ir aukšto slėgio aplinkos buvo pritaikytos kuriant aukščiausios kokybės skysčių nuostolių mažinimo priemones ir korozijos inhibitorius, kurie išlaiko puikias reologines savybes aukštoje temperatūroje ir yra lengvai reguliuojami bei prižiūrimi. Molio kontrolės priedai taip pat pagerino molio dalelių sausinimo gebėjimą itin aukštos temperatūros sąlygomis, pagerindami gręžimo skysčio prisitaikomumą ir stabilumą.

Džimusaro skalūnų naftos gavyba yra pirmoji Kinijos nacionalinė sausumos skalūnų naftos demonstracinė zona, esanti rytinėje Junggaro baseino dalyje. Ji užima 1 278 kvadratinių kilometrų plotą, o jos apskaičiuota išteklių atsarga siekia 1,112 milijardo tonų. 2018 m. prasidėjo didelio masto Džimusaro skalūnų naftos gavyba. Pirmąjį ketvirtį Sindziango Džimusaro nacionalinėje sausumos skalūnų naftos demonstracinėje zonoje buvo pagaminta 315 000 tonų skalūnų naftos, pasiekdama naują istorinį rekordą. Demonstracinė zona spartina pastangas didinti skalūnų naftos atsargas ir gamybą, o iki 2024 m. planuojama baigti statyti 100 gręžimo gręžinių ir 110 hidraulinio ardymo gręžinių.

Skalūnų nafta, kuri yra prie skalūnų uolienų arba jų plyšiuose prisitvirtinusi nafta, yra viena iš sunkiausiai išgaunamų naftos rūšių. Sindziange gausu skalūnų naftos išteklių, turinčių plačias žvalgybos ir plėtros perspektyvas. Kinija skalūnų naftos išteklius įvardijo kaip pagrindinę sritį, kurioje ateityje bus galima pakeisti naftą. Wu Chengmei, antrosios pakopos inžinierius Dzičingo naftos telkinio operacijų zonos geologinių tyrimų centre Sindziango naftos telkinyje, aiškina, kad Džimusaro skalūnų nafta paprastai yra užkasama daugiau nei 3800 metrų po žeme. Gilus užkasimas ir ypač mažas pralaidumas daro išgavimą tokį pat sudėtingą, kaip ir naftos išgavimą iš galąstuvo.

Kinijos sausumos skalūnų naftos gavyba paprastai susiduria su keturiais pagrindiniais iššūkiais: pirma, nafta yra gana sunki, todėl jai sunku tekėti; antra, „saldžios dėmės“ yra mažos ir sunkiai nuspėjamos; trečia, didelis molio kiekis apsunkina hidraulinį ardymą; ketvirta, pasiskirstymas yra nepastovus, todėl apsunkina operacijas. Šie veiksniai ilgą laiką ribojo didelio masto ir efektyvią sausumos skalūnų naftos gavybą Kinijoje. Projekte, siekiant apdoroti grįžtamąjį hidraulinio ardymo skystį, naudojamas naujas priedas, skirtas taršai sumažinti ir skysčiui perdirbti, paverčiant jį atgal į hidraulinio ardymo skystį pakartotiniam naudojimui. Šis metodas buvo išbandytas devyniuose gręžiniuose 2023 m., ir davė puikių rezultatų. Nuo 2024 m. birželio mėn. projekte planuojama naudoti atkurtą hidraulinio ardymo skystį didelio masto hidraulinio ardymo operacijoje.

Pagrindinę projekto formaciją sudaro anglies klodai, pilkos ir rudos molio uolienos, kurios yra vandeniui jautrios formacijos. Džimusaro skalūnų naftos bloke antrojo gręžinio atviros skylės sekcija yra ilga, o formacijos mirkymo laikas yra ilgesnis. Jei naudojamas vandeninis molis, tikėtinas kolapsas ir nestabilumas, tačiau naftos pagrindu pagaminti gręžimo skysčiai nesukelia hidratacijos poveikio. Alyvos vandenyje emulsiniai gręžimo skysčiai, kai yra stabilūs, taip pat nesukelia hidratacijos poveikio, todėl naftos pagrindu pagaminti gręžimo skysčiai nesukelia hidratacijos brinkimo slėgio. Tyrimai paskatino pritaikyti naftos pagrindu pagamintą molio sistemą, kurios apsaugos nuo kolapso principai ir priemonės yra tokios: 1. Cheminis slopinimas: naftos ir vandens santykio kontrolė virš 80:20, siekiant sumažinti vandens fazės patekimą į formaciją, veiksmingai užkertant kelią anglies klodų ir labai vandeniui jautrių formacijų brinkimui ir kolapsui. 2. Fizinis užkimšimas: silpnose formacijose iš anksto pridedama svorio medžiagų, tokių kaip kalcio medžiagos, siekiant padidinti formacijos slėgio laikomąją galią ir užkirsti kelią gręžinio nuotėkiui. 3. Mechaninis palaikymas: kontroliuojamas tankis, viršijantis 1,52 g/cm³, palaipsniui didinant tankį iki projektinės 1,58 g/cm³ ribos kaupimosi sekcijoje. „Youzhu“ kompanijos gaminami svorio agentai gali pasiekti norimą efektą, užtikrinant sklandų ir sėkmingą gręžimo ir gręžinių užbaigimo projektų užbaigimą.