Bruksområder for kjemiske tilsetningsstoffer i oljefelt

I 2022, i møte med virkningene av COVID-19-pandemien, fullførte Northwest Oilfield Well Completion Management Center 24 prosjekter, inkludert kontrollutstyr for oljebrønner og rengjøring av rør for blokkeringer av tungolje, noe som sparte anskaffelseskostnader på 13,683 millioner yuan.

Under bruk av oljerør blir rørdiameteren stadig smalere på grunn av effekten av voks, polymerer og salter, noe som reduserer råoljestrømmen og påvirker råoljeproduksjonen. Derfor rengjør boreselskaper vanligvis rørene én gang i året. Etter behandling av sveisesømmene på rørskjøtene er det nødvendig å rengjøre rørene.

Generelt sett har stålrør som brukes som oljerør rust på både innsiden og utsiden. Hvis dette ikke rengjøres, vil dette forurense hydraulikkoljen etter bruk, noe som påvirker normal drift av de hydrauliske enhetene. Derfor er det nødvendig å fjerne rusten på innsiden av rørene ved hjelp av syrevask. Syrevask kan også fjerne rusten på utsiden av rørene, noe som er gunstig for å påføre rustbeskyttelsesmaling på utsiden av rørene, noe som gir langvarig korrosjonsbeskyttelse. Syrevask utføres vanligvis med en syreløsning med en konsentrasjon på 0 % til 15 %. Youzhu Company tilbyr korrosjonshemmende produkter: UZ CI-180, en høytemperaturbestandig syrebehandlende korrosjonshemmer for bruk i oljefelt. I prosessen med syrebehandling eller beising vil syren korrodere stålet, og ved høy temperatur vil korrosjonshastigheten og -området økes betraktelig. Derfor er korrosjonsforebygging av høytemperaturrør spesielt viktig i oljefeltproduksjon, noe som ikke bare er relatert til fordelene ved oljefeltutnyttelse, men også nært knyttet til produksjonssikkerheten. Graden av syreerosjon på rørledninger og utstyr avhenger av kontakttid, syrekonsentrasjon og temperaturforhold, osv. UZ CI-180 har utmerket høytemperaturmotstand, og ved temperaturer opptil 180 °C kan korrosjonseffekten av syre på stål ved høye temperaturer på bunnen av brønnen reduseres betraktelig ved å tilsette UZ CI-180 til syreblandingen. Youzhu har fått stor anerkjennelse fra Northwest Oilfield Management Center for sine prosjekter innen rørrengjøring, formulering av borevæske og vedlikehold av utstyr.

Fengye 1-10HF-brønnen, som ligger på Dong San Road i Dongying City, er den første horisontale skiferoljebrønnen som har brutt gjennom 20-dagers boresyklusbarrieren, og fullført 24 dager før planen. Det er en av de tre nasjonale demonstrasjonssonene for skiferolje som er godkjent av National Energy Administration, og den første nasjonale demonstrasjonssonen for kontinental forkastningsbassengskiferolje i Kina. Ved å fullføre brønnen 24 dager før planen ble over 10 millioner yuan spart i kostnader.

På grunn av nærheten til en brønn med oppsprukking bare 400 meter unna, og nærheten til grensen mellom grus og stein, sto Fengye 1-10HF-brønnen overfor risiko for vanninntrenging, overløp og væsketap. I tillegg skapte høye temperaturer på brønnbunnen utfordringer for ulike instrumenter. Prosjektteamet fokuserte på teknisk støtte og takling av viktige teknologiske problemer. De løste suksessivt begrensninger som vanskeligheten med å forutsi sweet spots med sterk heterogenitet, begrensninger ved instrumenter under høye temperaturer og trykk, og sameksistensen av tap og tilstrømning av borevæske.

De utviklet og anvendte et syntetisk basert slamsystem for å forbedre fluiditeten. Blant disse kan det nåværende borevæsketilsetningsstoffet TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, utviklet av Youzhu, danne en film av høy kvalitet på overflaten av skiferbrønnen, noe som forhindrer at borevæskefiltratet kommer inn i formasjonen. TF FL WH-1 er designet for bruk i brønner med sirkulasjonstemperaturer i bunnhullet (BHCT) i området 60℉ (15,6℃) til 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 gir kontroll av API-væsketap under 36 cc/30 min, samtidig som den kontrollerer gassmigrasjon fra formasjonen. Vanligvis kreves 0,6 % til 2,0 % BWOC i de fleste oppslemminger. Det brukes vanligvis i en dosering på mindre enn 0,8 % BWOC, og beskytter dermed reservoaret og stabiliserer borehullet. Dette tetter effektivt skiferporer og mikrofrakturer, forhindrer at borevæskefiltrat trenger inn og reduserer overføringen av poretrykk, noe som forbedrer hemmingen av borevæsken betydelig.

Resultater fra feltapplikasjoner viser at den høytytende vannbaserte borevæsken er svært hemmende, øker den mekaniske borehastigheten, er stabil ved høye temperaturer, beskytter reservoaret og er miljøvennlig.

I februar 2022 foreslo Sinopecs Bazhong 1HF-brønn, som ligger i sandsteinsolje- og gassreservoaret i Jurassic-elvekanalen, et innovativt konsept for frakturering med «frakturering, imbibisjon og brønnavstengningsintegrasjon». Denne tilnærmingen ble utviklet for å håndtere egenskapene til tette sandsteinsreservoarer i elvekanaler og høye formasjonstrykkkoeffisienter. Den optimaliserte fraktureringsteknologien, som inkluderer «tett kutting + midlertidig plugging og avledning + høyintensitets sandtilsetning + imbibisjonsoljeforbedring», forbedret strømningskapasiteten til underjordisk olje og gass betydelig og etablerte en ny fraktureringsmodell, som gir en referanse for storskala frakturering av horisontale brønner.

Youzhuos tilsetningsstoff for høytemperaturvæsketap, høytemperatur anti-kollaps pluggingmiddel og høytemperaturstrømningsregulator i fraktureringsvæsken overvinner trykk- og væsketaputfordringene forårsaket av formasjonens poretrykk, borehullsspenninger og bergstyrke. Den spesielle gelpluggingsteknologien, hentet fra Southwest Petroleum University, lar den spesielle gelen automatisk stoppe strømningen etter å ha kommet inn i tapslaget, fyller sprekker og hulrom og danner en "gelplugg" som isolerer den interne formasjonsvæsken fra borehullvæsken. Denne teknologien er svært effektiv for alvorlig lekkasje i frakturerte, porøse og ødelagte formasjoner med betydelig væsketap og minimale returvolumer.

30. mai 2023, klokken 11:46, begynte Tarim-oljefeltet tilhørende China National Petroleum Corporation (CNPC) å bore Shendi Teke 1-brønnen, noe som markerte starten på en reise for å utforske ultradype geologiske og ingeniørvitenskaper på dybder som når 10 000 meter. Dette markerer et historisk øyeblikk for Kinas dypjordteknikk, og signaliserer et stort gjennombrudd i landets teknologi for dypjordutforskning og begynnelsen på "10 000-metersæraen" innen borekapasitet.

Shendi Teke 1-brønnen ligger i Shaya fylke, Aksu prefektur, Xinjiang, i hjertet av Taklamakan-ørkenen. Det er et betydelig «dypt jordprosjekt» av CNPC i Tarim-oljefeltet, ved siden av Fuman ultradype olje- og gassområdet, som har en dybde på 8000 meter og reserver på én milliard tonn. Brønnen har en designdybde på 11 100 meter og en planlagt bore- og fullføringsperiode på 457 dager. 4. mars 2024 oversteg boredybden til Shendi Teke 1 10 000 meter, noe som gjør den til verdens andre og Asias første vertikale brønn som overgår denne dybden. Denne milepælen indikerer at Kina uavhengig har overvunnet de tekniske utfordringene knyttet til boring av ultradype brønner av denne størrelsesordenen.

Boring på 10 000 meters dyp er et av de mest utfordrende feltene innen olje- og gassteknologi, med en rekke tekniske flaskehalser. Det er også en nøkkelindikator på et lands ingeniørteknologi og utstyrskapasitet. Stillet overfor ekstreme temperatur- og trykkforhold nede i hullet ble det gjort betydelige fremskritt innen høytemperaturborevæsker, høytemperaturbestandige motorer og retningsboringsteknologier. Gjennombrudd ble også oppnådd innen kjerneprøvetakings- og kabelloggingsutstyr, ultrahøytrykksfraktureringsbiler med 175 MPa kapasitet og fraktureringsvæskeutstyr, som ble testet med hell på stedet. Denne utviklingen førte til etableringen av flere kritiske teknologier for sikker og effektiv boring og komplettering av ultradype brønner.

I borevæskesystemet som ble brukt i dette prosjektet, ble spesifikke høytemperatur- og høytrykksmiljøer adressert med utvikling av overlegne væsketapreduserende midler og korrosjonshemmere som opprettholder utmerkede reologiske egenskaper under høye temperaturer og er enkle å justere og vedlikeholde. Leirekontrolltilsetningsstoffer forbedret også avvanningskapasiteten til leirpartikler under ultrahøye temperaturforhold, noe som forbedret borevæskens tilpasningsevne og stabilitet.

Jimusar-skiferolje er Kinas første nasjonale demonstrasjonssone for terrestrisk skiferolje, som ligger i den østlige delen av Junggar-bassenget. Den dekker et område på 1 278 kvadratkilometer og har en estimert ressursreserve på 1,112 milliarder tonn. I 2018 startet storskala utvikling av Jimusar-skiferolje. I første kvartal produserte Xinjiang Jimusar National Terrestrial Shale Oil Demonstration Zone 315 000 tonn skiferolje, noe som satte en ny historisk rekord. Demonstrasjonssonen akselererer arbeidet med å øke skiferoljereservene og -produksjonen, med planer om å fullføre 100 borebrønner og 110 fraktureringsbrønner innen 2024.

Skiferolje, som er olje festet til skiferbergart eller i sprekker i skiferbergart, er en av de vanskeligste oljetypene å utvinne. Xinjiang har rike skiferoljeressurser med brede muligheter for leting og utvikling. Kina har identifisert skiferoljeressurser som et nøkkelområde for fremtidig oljeerstatning. Wu Chengmei, en sekundæringeniør ved Geological Research Center of Jiqing Oilfield Operations Area i Xinjiang Oilfield, forklarer at Jimusar-skiferolje vanligvis er begravet mer enn 3800 meter under jorden. Den dype begravelsen og den spesielt lave permeabiliteten gjør utvinning like utfordrende som å utvinne olje fra en bryne.

Kinas utvikling av skiferolje på land står generelt overfor fire store utfordringer: for det første er oljen relativt tung, noe som gjør den vanskelig å flyte; for det andre er de såkalte «sweet spots» små og vanskelige å forutsi; for det tredje gjør det høye leirinnholdet frakturering vanskelig; for det fjerde er fordelingen inkonsekvent, noe som kompliserer driften. Disse faktorene har lenge begrenset den storskala og effektive utviklingen av skiferolje på land i Kina. I prosjektet brukes et nytt tilsetningsstoff for å behandle fraktureringsfluid for å redusere forurensning og resirkulere væsken, slik at den blir omgjort til fraktureringsvæske for gjenbruk. Denne metoden ble testet på ni brønner i 2023 med utmerkede resultater. Fra juni 2024 planlegger prosjektet å bruke den rekonstituerte fraktureringsvæsken i en storskala fraktureringsoperasjon.

Hovedformasjonen i prosjektet består av kullsømmer, grå og brune leirsteinseksjoner, som er vannfølsomme formasjoner. I Jimusar-skiferoljeblokken er den åpne hullseksjonen i den andre brønnen lang, og formasjonens gjennomvåtningstid forlenges. Hvis vannbasert slam brukes, er kollaps og ustabilitet sannsynlig, men oljebaserte borevæsker forårsaker ikke hydreringseffekter. Olje-i-vann-emulsjonsborevæsker forårsaker heller ikke hydreringseffekter når de er stabile, og dermed skaper ikke oljebaserte borevæsker hydreringssvellingstrykk. Forskning har ført til bruken av et oljebasert slamsystem, med anti-kollapsprinsipper og tiltak som følger: 1. Kjemisk inhibering: Kontroll av olje-vann-forholdet over 80:20 for å redusere vannfaseinvasjon i formasjonen, og effektivt forhindre svelling og kollaps av kullsømmer og svært vannfølsomme formasjoner. 2. Fysisk plugging: Tilsetning av vektmidler som kalsiummaterialer på forhånd i svake formasjoner for å forbedre formasjonens trykkbærende kapasitet og forhindre brønnlekkasje. 3. Mekanisk støtte: Kontrollerer tetthet over 1,52 g/cm³, øker gradvis tettheten til designgrensen på 1,58 g/cm³ i oppbyggingsseksjonen. Vektmidler produsert av Youzhu Company kan oppnå ønsket effekt, og sikrer en smidig og vellykket gjennomføring av bore- og brønnkompletteringsprosjekter.