Toepassingsgevallen van chemische additieven voor olievelden

In 2022 voltooide het Northwest Oilfield Well Completion Management Center, als reactie op de impact van de COVID-19-pandemie, 24 projecten, waaronder apparatuur voor de beheersing van oliebronnen en het reinigen van leidingen voor zware olieverstoppingen. Daarmee werd 13,683 miljoen yuan aan inkoopkosten bespaard.

Tijdens het gebruik van olieleidingen wordt de diameter van de leiding steeds smaller door de effecten van was, polymeren en zouten, waardoor de ruwe oliestroom afneemt en de ruwe olieproductie wordt beïnvloed. Daarom reinigen boorbedrijven de leidingen over het algemeen eenmaal per jaar. Na het behandelen van de lasnaden van de pijpverbindingen is het noodzakelijk om de leidingen te reinigen.

In algemene omstandigheden hebben stalen buizen die als olieleidingen worden gebruikt roest aan zowel de binnen- als de buitenkant. Als dit niet wordt schoongemaakt, zal dit de hydraulische olie na gebruik verontreinigen, wat de normale werking van de hydraulische apparaten beïnvloedt. Daarom is het noodzakelijk om de roest op het binnenoppervlak van de buizen te verwijderen door middel van zuurwassen. Zuurwassen kan ook de roest op het buitenoppervlak van de buizen verwijderen, wat gunstig is voor het aanbrengen van roestwerende verf op het buitenoppervlak van de buizen, wat zorgt voor langdurige corrosiebescherming. Zuurwassen wordt over het algemeen uitgevoerd met een zuuroplossing met een concentratie van 0% tot 15%. Youzhu Company, door corrosiewerende producten te leveren: UZ CI-180, een hittebestendige zuurcorrosie-inhibitor voor gebruik in de olievelden. Tijdens het proces van verzuren of beitsen zal het zuur het staal corroderen en bij hoge temperaturen zullen de snelheid en het bereik van corrosie aanzienlijk toenemen, daarom is bij de productie van olievelden de corrosiepreventie van hogetemperatuurbuizen bijzonder belangrijk, wat niet alleen verband houdt met de voordelen van de exploitatie van olievelden, maar ook nauw verband houdt met de productieveiligheid. De mate van zuurerosie op pijpleidingen en apparatuur hangt af van de contacttijd, zuurconcentratie en temperatuuromstandigheden, enz. UZ CI-180 heeft een uitstekende hogetemperatuurbestendigheid en bij temperaturen tot 350°F (180°C) kan het corrosie-effect van zuur op staal bij hoge temperaturen op de bodem van de put aanzienlijk worden verminderd door UZ CI-180 toe te voegen aan het zuurmengsel. Youzhu heeft hoge erkenning gekregen van het Northwest Oilfield Management Center voor zijn projecten op het gebied van pijpreiniging, boorvloeistofformulering en apparatuuronderhoud.

De Fengye 1-10HF-put, gelegen aan Dong San Road in Dongying City, is de eerste horizontale schalieolieput die de barrière van de boorcyclus van 20 dagen doorbreekt en 24 dagen eerder dan gepland wordt voltooid. Het is een van de drie nationale demonstratiezones voor schalieolie die zijn goedgekeurd door de National Energy Administration en de eerste nationale demonstratiezone voor continentale breukbekkenschalieolie in China. Door de put 24 dagen eerder dan gepland te voltooien, werd er meer dan 10 miljoen yuan aan kosten bespaard.

Vanwege de nabijheid van een nabijgelegen put die op slechts 400 meter afstand was gebroken en de nabijheid van de grindrotsgrens, liep de Fengye 1-10HF-put het risico op waterintrusie, overstroming en vloeistofverlies. Bovendien vormden hoge temperaturen op de bodem van de put uitdagingen voor verschillende instrumenten. Het projectteam richtte zich op technische ondersteuning en het aanpakken van belangrijke technologische problemen. Ze losten achtereenvolgens beperkingen op, zoals de moeilijkheid om sterke heterogeniteitssweetspots te voorspellen, beperkingen van instrumenten bij hoge temperaturen en druk en het naast elkaar bestaan ​​van verlies en instroom van boorvloeistof.

Ze ontwikkelden en pasten een op synthetische basis gebaseerd moddersysteem toe om de vloeibaarheid te verbeteren. Hiervan kan het huidige boorvloeistofadditief TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, ontwikkeld door Youzhu, een hoogwaardige film vormen op het oppervlak van de schalieboorput, waardoor wordt voorkomen dat boorvloeistoffiltraat de formatie binnendringt. TF FL WH-1 is ontworpen voor gebruik in putten met circulerende temperaturen (BHCT's) in de 60℉(15,6℃) tot 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 biedt API-vloeistofverliescontrole onder 36cc/30min terwijl gasmigratie uit de formatie wordt gecontroleerd. Over het algemeen is 0,6% tot 2,0% BWOC vereist in de meeste slurries. Het wordt meestal gebruikt in een dosering van minder dan 0,8% BWOC, waardoor het reservoir wordt beschermd en de boorput wordt gestabiliseerd. Dit sluit schalieporiën en microfracturen effectief af, voorkomt dat boorvloeistoffiltraat binnendringt en vermindert de transmissie van poriedruk, wat de remming van de boorvloeistof aanzienlijk verbetert.

Resultaten van veldtoepassingen laten zien dat de hoogwaardige boorvloeistof op waterbasis een zeer remmende werking heeft, de mechanische boorsnelheid verhoogt, stabiel is bij hoge temperaturen, het reservoir beschermt en milieuvriendelijk is.

In februari 2022 stelde Sinopec's Bazhong 1HF-put, gelegen in het Jurassic River Channel Sandstone Oil and Gas Reservoir, op innovatieve wijze het "fracturing, imbibition, and Well Shut-in Integration"-fracturing-ontwerpconcept voor. Deze aanpak werd ontwikkeld om de kenmerken van dichte River Channel Sandstone Reservoirs en hoge formatiedrukcoëfficiënten aan te pakken. De geoptimaliseerde fracturing-technologie, die "strak snijden + tijdelijk dichtstoppen en omleiden + toevoeging van zand met hoge intensiteit + verbetering van imbibitionolie" omvat, verbeterde de stroomcapaciteit van ondergrondse olie en gas aanzienlijk en stelde een nieuw fracturing-model vast, dat een referentie biedt voor grootschalige fracturing van horizontale putten.

Youzhuo's hoge-temperatuur vloeistofverliesadditief, hoge-temperatuur anti-instortingspluggende agent en hoge-temperatuur stromingstype regelaar in de breukvloeistof overwinnen de druk- en vloeistofverliesuitdagingen veroorzaakt door formatieporiedruk, boorgatspanning en rotssterkte. De speciale gelpluggende technologie, afgeleid van Southwest Petroleum University, zorgt ervoor dat de speciale gel automatisch stopt met stromen na het binnendringen van de verlieslaag, waardoor breuken en lege ruimtes worden opgevuld en een "gelplug" wordt gevormd die de interne formatievloeistof isoleert van de boorgatvloeistof. Deze technologie is zeer effectief bij ernstige lekkage in gebroken, poreuze en gebroken formaties met aanzienlijk vloeistofverlies en minimale retourvolumes.

Op 30 mei 2023 om 11:46 uur begon het Tarim Oilfield van China National Petroleum Corporation (CNPC) met boren bij de Shendi Teke 1-put, wat het begin markeerde van een reis om ultradiepe geologische en technische wetenschappen te verkennen op diepten van 10.000 meter. Dit markeert een historisch moment voor China's diepe aarde-engineering, wat een grote doorbraak in de diepe aarde-exploratietechnologie van het land en het begin van het "10.000-meter-tijdperk" in boorcapaciteiten betekent.

De Shendi Teke 1-put bevindt zich in Shaya County, Aksu Prefecture, Xinjiang, in het hart van de Taklamakan-woestijn. Het is een belangrijk "diepe aardeproject" van CNPC in het Tarim-olieveld, grenzend aan het Fuman ultradiepe olie- en gasgebied, dat een diepte heeft van 8.000 meter en reserves van een miljard ton. De put heeft een ontworpen diepte van 11.100 meter en een geplande boor- en voltooiingsperiode van 457 dagen. Op 4 maart 2024 overschreed de boordiepte van Shendi Teke 1 de 10.000 meter, waarmee het de tweede verticale put ter wereld en de eerste in Azië was die deze diepte overschreed. Deze mijlpaal geeft aan dat China onafhankelijk de technische uitdagingen heeft overwonnen die gepaard gaan met het boren van ultradiepe putten van deze omvang.

Boren op een diepte van 10.000 meter is een van de meest uitdagende gebieden in de olie- en gastechnologie, met talloze technische knelpunten. Het is ook een belangrijke indicator van de technische technologie en apparatuurcapaciteiten van een land. Gezien de extreme downhole temperatuur- en drukomstandigheden werden er aanzienlijke vorderingen gemaakt in boorvloeistoffen met hoge temperaturen, motoren die bestand zijn tegen hoge temperaturen en technologieën voor gericht boren. Er werden ook doorbraken bereikt in apparatuur voor kernbemonstering en kabelregistratie, ultrahogedruk-fractuurtrucks met een capaciteit van 175 MPa en apparatuur voor fractuurvloeistoffen, die met succes op locatie werden getest. Deze ontwikkelingen leidden tot de creatie van verschillende cruciale technologieën voor het veilig en efficiënt boren en voltooien van ultradiepe putten.

In het boorvloeistofsysteem dat in dit project werd gebruikt, werden specifieke omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk aangepakt met de ontwikkeling van superieure vloeistofverliesreducerende middelen en corrosieremmers die uitstekende reologische eigenschappen behouden bij hoge temperaturen en eenvoudig aan te passen en te onderhouden zijn. Kleicontroleadditieven verbeterden ook de ontwateringscapaciteit van kleideeltjes onder ultrahoge temperatuuromstandigheden, waardoor de aanpasbaarheid en stabiliteit van de boorvloeistof werd verbeterd.

Jimusar schalieolie is China's eerste nationale terrestrische schalieolie demonstratiezone, gelegen in het oostelijke deel van het Junggar Basin. Het beslaat een oppervlakte van 1.278 vierkante kilometer en heeft een geschatte grondstoffenreserve van 1,112 miljard ton. In 2018 begon de grootschalige ontwikkeling van Jimusar schalieolie. In het eerste kwartaal produceerde de Xinjiang Jimusar National Terrestrial Shale Oil Demonstration Zone 315.000 ton schalieolie, waarmee een nieuw historisch record werd gevestigd. De demonstratiezone versnelt de inspanningen om de schalieoliereserves en -productie te vergroten, met plannen om 100 boorputten en 110 breukputten te voltooien tegen 2024.

Schalieolie, olie die vastzit aan schaliegesteente of in de spleten ervan, is een van de moeilijkste soorten olie om te winnen. Xinjiang heeft rijke schalieoliebronnen met brede vooruitzichten voor exploratie en ontwikkeling. China heeft schalieoliebronnen aangemerkt als een belangrijk gebied voor toekomstige vervanging van olie. Wu Chengmei, een secundair ingenieur bij het Geological Research Center of Jiqing Oilfield Operations Area in Xinjiang Oilfield, legt uit dat Jimusar-schalieolie over het algemeen meer dan 3.800 meter onder de grond ligt. De diepe begraving en de bijzonder lage permeabiliteit maken extractie net zo uitdagend als het winnen van olie uit een wetsteen.

De ontwikkeling van aardse schalieolie in China kent over het algemeen vier grote uitdagingen: ten eerste is de olie relatief zwaar, waardoor het moeilijk stroomt; ten tweede zijn de sweet spots klein en moeilijk te voorspellen; ten derde maakt het hoge kleigehalte breukvorming moeilijk; ten vierde is de distributie inconsistent, wat de operaties compliceert. Deze factoren beperken al lang de grootschalige en efficiënte ontwikkeling van aardse schalieolie in China. In het project wordt een nieuw additief gebruikt om vervuiling te verminderen en de vloeistof te recyclen, zodat deze weer kan worden omgezet in breukvloeistof voor hergebruik. Deze methode werd in 2023 getest op negen putten met uitstekende resultaten. Vanaf juni 2024 is het de bedoeling dat het project de gereconstitueerde breukvloeistof gebruikt in een grootschalige breukoperatie.

De hoofdformatie van het project bestaat uit kolenlagen, grijze en bruine moddersteensecties, die watergevoelige formaties zijn. In het Jimusar-schalieolieblok is het open gatgedeelte van de tweede put lang en wordt de formatieweektijd verlengd. Als op water gebaseerde modder wordt gebruikt, zijn instorting en instabiliteit waarschijnlijk, maar op olie gebaseerde boorvloeistoffen veroorzaken geen hydratatie-effecten. Olie-in-water-emulsieboorvloeistoffen veroorzaken, wanneer stabiel, ook geen hydratatie-effecten, dus op olie gebaseerde boorvloeistoffen creëren geen hydratatie-zwellende druk. Onderzoek heeft geleid tot de invoering van een op olie gebaseerd moddersysteem, met anti-instortingsprincipes en -maatregelen als volgt: 1. Chemische remming: Controle van de olie-waterverhouding boven 80:20 om de invasie van de waterfase in de formatie te verminderen, waardoor zwelling en instorting van kolenlagen en zeer watergevoelige formaties effectief wordt voorkomen. 2. Fysieke verstopping: Het vooraf toevoegen van verzwaringsmiddelen zoals calciummaterialen in zwakke formaties om het drukdragende vermogen van de formatie te verbeteren en lekkage van de put te voorkomen. 3. Mechanische ondersteuning: Controle van de dichtheid boven 1,52 g/cm³, geleidelijke verhoging van de dichtheid tot de ontwerplimiet van 1,58 g/cm³ in het opbouwgedeelte. Verzwaringsmiddelen geproduceerd door Youzhu Company kunnen het gewenste effect bereiken, en zorgen voor een vlotte en succesvolle voltooiing van boor- en putvoltooiingsprojecten.