Kes Aplikasi Bahan Tambahan Kimia Medan Minyak

Pada tahun 2022, dalam menghadapi kesan pandemik COVID-19, Pusat Pengurusan Penyiapan Telaga Medan Minyak Barat Laut telah menyelesaikan 24 projek, termasuk peralatan kawalan telaga minyak dan pembersihan paip penyumbatan minyak berat, menjimatkan kos perolehan sebanyak 13.683 juta yuan.

Semasa penggunaan paip minyak, diameter paip menjadi semakin sempit disebabkan oleh kesan lilin, polimer dan garam, yang mengurangkan aliran minyak mentah dan menjejaskan pengeluaran minyak mentah. Oleh itu, syarikat penggerudian biasanya membersihkan paip sekali setahun. Selepas merawat jahitan kimpalan pada sambungan paip, adalah perlu untuk membersihkan paip.

Dalam keadaan umum, paip keluli yang digunakan sebagai paip minyak mempunyai karat pada permukaan dalam dan luar. Jika tidak dibersihkan, ini akan mencemarkan minyak hidraulik selepas digunakan, yang menjejaskan operasi normal peranti hidraulik. Oleh itu, adalah perlu untuk menghilangkan karat pada permukaan dalam paip melalui pencucian asid. Pencucian asid juga boleh menghilangkan karat pada permukaan luar paip, yang bermanfaat untuk menggunakan cat anti karat pada permukaan luar paip, memberikan perlindungan anti karat yang tahan lama. Pencucian asid biasanya dilakukan menggunakan larutan asid dengan kepekatan 0% hingga 15%. Syarikat Youzhu, dengan menyediakan produk perencat kakisan: UZ CI-180, perencat kakisan pengasidan tahan suhu tinggi untuk kegunaan medan minyak. Dalam proses pengasidan atau penjerukan, asid akan menghakis keluli, dan pada suhu tinggi, kadar dan julat kakisan akan meningkat dengan ketara, oleh itu, dalam pengeluaran medan minyak, pencegahan kakisan paip suhu tinggi adalah sangat penting, yang bukan sahaja berkaitan dengan faedah eksploitasi medan minyak, tetapi juga berkait rapat dengan keselamatan pengeluaran. Tahap hakisan asid pada saluran paip dan peralatan bergantung pada masa sentuhan, kepekatan asid dan keadaan suhu, dan sebagainya. UZ CI-180 mempunyai rintangan suhu tinggi yang sangat baik, dan pada suhu sehingga 350°F (180°C), kesan kakisan asid pada keluli pada suhu tinggi di bahagian bawah telaga boleh dikurangkan dengan ketara dengan menambah UZ CI-180 kepada campuran asid. Youzhu telah menerima pengiktirafan tinggi daripada Pusat Pengurusan Medan Minyak Barat Laut untuk projeknya dalam pembersihan paip, formulasi bendalir penggerudian dan penyelenggaraan peralatan.

Terletak di Jalan Dong San di Bandar Dongying, telaga Fengye 1-10HF merupakan telaga mendatar minyak syal pertama yang menembusi halangan kitaran penggerudian 20 hari, menyiapkan 24 hari lebih awal daripada jadual. Ia merupakan salah satu daripada tiga zon demonstrasi minyak syal kebangsaan yang diluluskan oleh Pentadbiran Tenaga Kebangsaan dan zon demonstrasi kebangsaan pertama untuk minyak syal lembangan sesar benua di China. Dengan menyiapkan telaga 24 hari lebih awal daripada jadual, lebih 10 juta yuan telah dijimatkan dari segi kos.

Disebabkan berdekatan dengan telaga berdekatan yang retak hanya 400 meter jauhnya dan berdekatan dengan sempadan batu kerikil, telaga Fengye 1-10HF menghadapi risiko pencerobohan air, limpahan, dan kehilangan bendalir. Selain itu, suhu tinggi di dasar telaga menimbulkan cabaran kepada pelbagai instrumen. Pasukan projek memberi tumpuan kepada sokongan teknologi kejuruteraan dan menangani isu-isu teknologi utama. Mereka berturut-turut menyelesaikan kekangan seperti kesukaran dalam meramalkan titik manis heterogeniti yang kuat, batasan instrumen di bawah suhu dan tekanan tinggi, dan kewujudan kehilangan dan kemasukan bendalir penggerudian.

Mereka membangunkan dan menggunakan sistem lumpur berasaskan sintetik untuk meningkatkan kebendairan. Antaranya, bahan tambahan bendalir penggerudian semasa TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Aditives, yang dibangunkan oleh Youzhu boleh membentuk filem berkualiti tinggi pada permukaan telaga syal, menghalang turasan bendalir penggerudian daripada memasuki formasi. TF FL WH-1 direka bentuk untuk digunakan dalam telaga dengan suhu peredaran lubang bawah (BHCT) dalam lingkungan 60℉(15.6℃) hingga 400℉(204℃).

TF FL WH-1 menyediakan kawalan kehilangan bendalir API di bawah 36cc/30min sambil mengawal penghijrahan gas dari formasi. Secara amnya, 0.6% hingga 2.0% BWOC diperlukan dalam kebanyakan buburan. Ia biasanya digunakan pada dos kurang daripada 0.8% BWOC, sekali gus melindungi takungan dan menstabilkan lubang telaga. Ini berkesan menutup liang syal dan rekahan mikro, menghalang turasan bendalir penggerudian daripada menyerang dan mengurangkan penghantaran tekanan liang, sekali gus meningkatkan perencatan bendalir penggerudian dengan ketara.

Keputusan aplikasi lapangan menunjukkan bahawa bendalir penggerudian berasaskan air berprestasi tinggi sangat merencat, meningkatkan kelajuan penggerudian mekanikal, stabil pada suhu tinggi, melindungi takungan, dan mesra alam.

Pada Februari 2022, telaga Bazhong 1HF Sinopec, yang terletak di takungan minyak dan gas batu pasir saluran sungai Jurassic, secara inovatif mencadangkan konsep reka bentuk reka bentuk reka bentuk reka bentuk reka bentuk "fraktur, imbibisi, dan integrasi tertutup telaga". Pendekatan ini dibangunkan untuk menangani ciri-ciri takungan batu pasir saluran sungai yang padat dan pekali tekanan pembentukan yang tinggi. Teknologi reka bentuk yang dioptimumkan, yang merangkumi "pemotongan ketat + penyumbatan dan lencongan sementara + penambahan pasir intensiti tinggi + peningkatan minyak imbibisi," telah meningkatkan kapasiti aliran minyak dan gas bawah tanah dengan ketara dan mewujudkan model reka bentuk baharu, menyediakan rujukan untuk reka bentuk telaga mendatar berskala besar.

Bahan tambahan kehilangan bendalir suhu tinggi, agen penyumbat anti-runtuh suhu tinggi, dan pengawal selia jenis aliran suhu tinggi Youzhuo dalam bendalir rekahan mengatasi cabaran tekanan dan kehilangan bendalir yang disebabkan oleh tekanan liang formasi, tegasan lubang telaga, dan kekuatan batuan. Teknologi penyumbat gel khas, yang berasal dari Universiti Petroleum Barat Daya, membolehkan gel khas berhenti mengalir secara automatik selepas memasuki lapisan kehilangan, mengisi rekahan dan ruang lompang, membentuk "palam gel" yang mengasingkan bendalir formasi dalaman daripada bendalir lubang telaga. Teknologi ini sangat berkesan untuk kebocoran teruk dalam formasi rekahan, berliang, dan pecah dengan kehilangan bendalir yang ketara dan isipadu pulangan yang minimum.

Pada 30 Mei 2023, jam 11:46 pagi, Medan Minyak Tarim milik Perbadanan Petroleum Kebangsaan China (CNPC) mula menggerudi di telaga Shendi Teke 1, menandakan permulaan perjalanan untuk meneroka sains geologi dan kejuruteraan ultra-dalam pada kedalaman mencecah 10,000 meter. Ini menandakan detik bersejarah bagi kejuruteraan bumi dalam China, menandakan satu kejayaan besar dalam teknologi penerokaan bumi dalam negara dan permulaan "era 10,000 meter" dalam keupayaan penggerudian.

Telaga Shendi Teke 1 terletak di Daerah Shaya, Wilayah Aksu, Xinjiang, di tengah-tengah Gurun Taklamakan. Ia merupakan "projek bumi dalam" yang penting oleh CNPC di Medan Minyak Tarim, bersebelahan dengan kawasan minyak dan gas ultra dalam Fuman, yang mempunyai kedalaman 8,000 meter dan rizab satu bilion tan. Telaga ini mempunyai kedalaman yang direka bentuk sebanyak 11,100 meter dan tempoh penggerudian dan penyiapan yang dirancang selama 457 hari. Pada 4 Mac 2024, kedalaman penggerudian Shendi Teke 1 melebihi 10,000 meter, menjadikannya telaga menegak kedua di dunia dan pertama di Asia yang mengatasi kedalaman ini. Pencapaian penting ini menunjukkan bahawa China secara bebas telah mengatasi cabaran teknikal yang berkaitan dengan penggerudian telaga ultra dalam sebesar ini.

Penggerudian pada kedalaman 10,000 meter merupakan salah satu bidang yang paling mencabar dalam teknologi kejuruteraan minyak dan gas, dengan pelbagai kesesakan teknikal. Ia juga merupakan petunjuk utama keupayaan teknologi kejuruteraan dan peralatan sesebuah negara. Menghadapi keadaan suhu dan tekanan bawah lubang yang ekstrem, kemajuan ketara telah dicapai dalam bendalir penggerudian suhu tinggi, motor tahan suhu tinggi, dan teknologi penggerudian berarah. Terobosan juga dicapai dalam peralatan pensampelan teras dan pembalakan kabel, trak pemecahan tekanan ultra tinggi dengan kapasiti 175 MPa, dan peralatan bendalir pemecahan, yang telah berjaya diuji di tapak. Perkembangan ini membawa kepada penciptaan beberapa teknologi kritikal untuk penggerudian dan penyiapan telaga ultra dalam yang selamat dan cekap.

Dalam sistem bendalir penggerudian yang digunakan dalam projek ini, persekitaran suhu tinggi dan tekanan tinggi tertentu telah ditangani dengan pembangunan pengurang kehilangan bendalir dan perencat kakisan yang unggul yang mengekalkan sifat reologi yang sangat baik di bawah suhu tinggi dan mudah dilaraskan dan diselenggara. Bahan tambahan kawalan tanah liat juga meningkatkan kapasiti penyahairan zarah tanah liat di bawah keadaan suhu ultra tinggi, meningkatkan kebolehsuaian dan kestabilan bendalir penggerudian.

Minyak syal Jimusar merupakan zon demonstrasi minyak syal terestrial kebangsaan pertama China, yang terletak di bahagian timur Lembangan Junggar. Ia meliputi kawasan seluas 1,278 kilometer persegi dan mempunyai anggaran rizab sumber sebanyak 1.112 bilion tan. Pada tahun 2018, pembangunan minyak syal Jimusar berskala besar bermula. Pada suku pertama, Zon Demonstrasi Minyak Syal Terestrial Kebangsaan Xinjiang Jimusar menghasilkan 315,000 tan minyak syal, sekali gus mencatat rekod sejarah baharu. Zon demonstrasi ini sedang mempercepatkan usaha untuk meningkatkan rizab dan pengeluaran minyak syal, dengan rancangan untuk menyiapkan 100 telaga penggerudian dan 110 telaga rekahan menjelang 2024.

Minyak syal, iaitu minyak yang melekat pada batu syal atau di dalam rekahannya, merupakan salah satu jenis minyak yang paling sukar untuk diekstrak. Xinjiang mempunyai sumber minyak syal yang kaya dengan prospek yang luas untuk penerokaan dan pembangunan. China telah mengenal pasti sumber minyak syal sebagai kawasan utama untuk penggantian minyak pada masa hadapan. Wu Chengmei, seorang jurutera menengah di Pusat Penyelidikan Geologi Kawasan Operasi Medan Minyak Jiqing di Medan Minyak Xinjiang, menjelaskan bahawa minyak syal Jimusar biasanya tertimbus lebih daripada 3,800 meter di bawah tanah. Pengisaran yang dalam dan kebolehtelapan yang rendah menjadikan pengekstrakan sama mencabarnya dengan pengekstrakan minyak daripada batu asah.

Pembangunan minyak syal terestrial China secara amnya menghadapi empat cabaran utama: pertama, minyaknya agak berat, menjadikannya sukar untuk mengalir; kedua, titik-titik manis kecil dan sukar untuk diramal; ketiga, kandungan tanah liat yang tinggi menyukarkan pemecahan; keempat, pengedarannya tidak konsisten, merumitkan operasi. Faktor-faktor ini telah lama menyekat pembangunan minyak syal terestrial berskala besar dan cekap di China. Dalam projek ini, untuk merawat bendalir aliran balik pemecahan, bahan tambahan baharu digunakan untuk mengurangkan pencemaran dan mengitar semula bendalir, mengubahnya semula menjadi bendalir pemecahan untuk digunakan semula. Kaedah ini telah diuji pada sembilan telaga pada tahun 2023 dengan keputusan yang sangat baik. Sehingga Jun 2024, projek ini merancang untuk menggunakan bendalir pemecahan yang dibentuk semula dalam operasi pemecahan berskala besar.

Formasi utama projek ini terdiri daripada lipit arang batu, bahagian batu lumpur kelabu dan coklat, yang merupakan formasi sensitif air. Dalam blok minyak syal Jimusar, bahagian lubang terbuka telaga kedua adalah panjang, dan masa rendaman formasi dilanjutkan. Jika lumpur berasaskan air digunakan, keruntuhan dan ketidakstabilan mungkin berlaku, tetapi bendalir penggerudian berasaskan minyak tidak menyebabkan kesan penghidratan. Bendalir penggerudian emulsi minyak dalam air, apabila stabil, juga tidak menyebabkan kesan penghidratan, oleh itu bendalir penggerudian berasaskan minyak tidak menghasilkan tekanan pembengkakan penghidratan. Penyelidikan telah membawa kepada penggunaan sistem lumpur berasaskan minyak, dengan prinsip dan langkah anti-runtuhan seperti berikut: 1. Perencatan kimia: Mengawal nisbah minyak-air melebihi 80:20 untuk mengurangkan pencerobohan fasa air ke dalam formasi, dengan berkesan mencegah pembengkakan dan keruntuhan lipit arang batu dan formasi yang sangat sensitif air. 2. Penyumbatan fizikal: Menambah agen pemberat seperti bahan kalsium terlebih dahulu dalam formasi lemah untuk meningkatkan kapasiti galas tekanan formasi dan mencegah kebocoran telaga. 3. Sokongan mekanikal: Mengawal ketumpatan melebihi 1.52g/cm³, meningkatkan ketumpatan secara beransur-ansur kepada had reka bentuk 1.58g/cm³ di bahagian pembentukan. Ejen pemberat yang dihasilkan oleh Syarikat Youzhu boleh mencapai kesan yang diingini, memastikan penyiapan projek penggerudian dan penyiapan telaga yang lancar dan berjaya.