Casos de aplicação de aditivos químicos para campos petrolíferos

Em 2022, diante do impacto da pandemia da COVID-19, o Northwest Oilfield Well Completion Management Center concluiu 24 projetos, incluindo equipamentos de controle de poços de petróleo e limpeza de tubulações de bloqueio de óleo pesado, economizando custos de aquisição de 13,683 milhões de yuans.

Durante o uso de tubos de petróleo, o diâmetro do tubo se torna cada vez mais estreito devido aos efeitos da cera, polímeros e sais, reduzindo o fluxo de petróleo bruto e afetando a produção de petróleo bruto. Portanto, as empresas de perfuração geralmente limpam os tubos uma vez por ano. Após tratar as costuras de solda das juntas dos tubos, é necessário limpar os tubos.

Em condições gerais, tubos de aço usados ​​como tubos de óleo têm ferrugem nas superfícies interna e externa. Se não forem limpos, isso contaminará o óleo hidráulico após o uso, afetando a operação normal dos dispositivos hidráulicos. Portanto, é necessário remover a ferrugem na superfície interna dos tubos por meio de lavagem ácida. A lavagem ácida também pode remover a ferrugem na superfície externa dos tubos, o que é benéfico para a aplicação de tinta antiferrugem na superfície externa dos tubos, fornecendo proteção anticorrosiva de longa duração. A lavagem ácida é geralmente realizada usando uma solução ácida com uma concentração de 0% a 15%. Youzhu Company, fornecendo produtos inibidores de corrosão: UZ CI-180, um inibidor de corrosão acidificante resistente a altas temperaturas para uso em campos petrolíferos. No processo de acidificação ou decapagem, o ácido corroerá o aço e, em altas temperaturas, a taxa e o alcance da corrosão serão bastante aumentados; portanto, na produção de campos petrolíferos, a prevenção da corrosão de tubos de alta temperatura é particularmente importante, o que não está relacionado apenas aos benefícios da exploração de campos petrolíferos, mas também intimamente relacionado à segurança da produção. O grau de erosão ácida em tubulações e equipamentos depende do tempo de contato, concentração de ácido e condições de temperatura, etc. O UZ CI-180 tem excelente resistência a altas temperaturas e, em temperaturas de até 350°F (180°C), o efeito de corrosão do ácido no aço em altas temperaturas no fundo do poço pode ser bastante reduzido adicionando-se o UZ CI-180 à mistura ácida. A Youzhu recebeu alto reconhecimento do Northwest Oilfield Management Center por seus projetos em limpeza de tubos, formulação de fluidos de perfuração e manutenção de equipamentos.

Localizado na Dong San Road, na cidade de Dongying, o poço Fengye 1-10HF é o primeiro poço horizontal de óleo de xisto a romper a barreira do ciclo de perfuração de 20 dias, completando 24 dias antes do previsto. É uma das três zonas nacionais de demonstração de óleo de xisto aprovadas pela Administração Nacional de Energia e a primeira zona nacional de demonstração de óleo de xisto de bacia de falha continental na China. Ao completar o poço 24 dias antes do previsto, mais de 10 milhões de yuans foram economizados em custos.

Devido à proximidade de um poço próximo que foi fraturado a apenas 400 metros de distância e à proximidade do limite de cascalho, o poço Fengye 1-10HF enfrentou riscos de intrusão de água, transbordamento e perda de fluido. Além disso, altas temperaturas no fundo do poço representaram desafios para vários instrumentos. A equipe do projeto se concentrou no suporte de tecnologia de engenharia e no enfrentamento de questões tecnológicas importantes. Eles resolveram sucessivamente restrições como a dificuldade em prever pontos fortes de heterogeneidade, limitações de instrumentos sob altas temperaturas e pressões e a coexistência de perda e influxo de fluido de perfuração.

Eles desenvolveram e aplicaram um sistema de lama de base sintética para melhorar a fluidez. Entre eles, o atual aditivo de fluido de perfuração TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, desenvolvido pela Youzhu, pode formar uma película de alta qualidade na superfície do poço de xisto, evitando que o filtrado do fluido de perfuração entre na formação. O TF FL WH-1 foi projetado para uso em poços com temperaturas de circulação de fundo de poço (BHCTs) de 60℉ (15,6℃) a 400℉ (204℃).

O TF FL WH-1 fornece controle de perda de fluido API abaixo de 36 cc/30 min enquanto controla a migração de gás da formação. Geralmente, 0,6% a 2,0% de BWOC é necessário na maioria das lamas. Geralmente é usado em uma dosagem de menos de 0,8% de BWOC, protegendo assim o reservatório e estabilizando o poço. Isso efetivamente sela os poros e microfraturas do xisto, evitando que o filtrado do fluido de perfuração invada e reduzindo a transmissão da pressão dos poros, aumentando significativamente a inibição do fluido de perfuração.

Os resultados da aplicação em campo mostram que o fluido de perfuração à base de água de alto desempenho é altamente inibitório, aumenta a velocidade de perfuração mecânica, é estável em altas temperaturas, protege o reservatório e é ecologicamente correto.

Em fevereiro de 2022, o poço Bazhong 1HF da Sinopec, localizado no reservatório de petróleo e gás de arenito do canal do rio Jurássico, propôs de forma inovadora o conceito de projeto de fraturamento de "fraturamento, embebição e integração de fechamento de poço". Essa abordagem foi desenvolvida para abordar as características de reservatórios densos de arenito do canal do rio e altos coeficientes de pressão de formação. A tecnologia de fraturamento otimizada, que inclui "corte apertado + tamponamento e desvio temporários + adição de areia de alta intensidade + aprimoramento de óleo de embebição", aumentou significativamente a capacidade de fluxo de petróleo e gás subterrâneos e estabeleceu um novo modelo de fraturamento, fornecendo uma referência para fraturamento em larga escala de poços horizontais.

O aditivo de perda de fluido de alta temperatura da Youzhuo, o agente de tamponamento anticolapso de alta temperatura e o regulador de fluxo de alta temperatura no fluido de fraturamento superam os desafios de pressão e perda de fluido causados ​​pela pressão dos poros da formação, estresse do poço e resistência da rocha. A tecnologia especial de tamponamento de gel, derivada da Southwest Petroleum University, permite que o gel especial pare automaticamente de fluir após entrar na camada de perda, preenchendo fraturas e espaços vazios, formando um "tampão de gel" que isola o fluido de formação interno do fluido do poço. Esta tecnologia é altamente eficaz para vazamentos severos em formações fraturadas, porosas e quebradas com perda significativa de fluido e volumes mínimos de retorno.

Em 30 de maio de 2023, às 11h46, o Tarim Oilfield da China National Petroleum Corporation (CNPC) começou a perfurar no poço Shendi Teke 1, sinalizando o início de uma jornada para explorar ciências geológicas e de engenharia ultraprofundas em profundidades que chegam a 10.000 metros. Isso marca um momento histórico para a engenharia de terra profunda da China, significando um grande avanço na tecnologia de exploração de terra profunda do país e o início da "era dos 10.000 metros" em capacidades de perfuração.

O poço Shendi Teke 1 está localizado no Condado de Shaya, Prefeitura de Aksu, Xinjiang, no coração do Deserto de Taklamakan. É um "projeto de terra profunda" significativo da CNPC no Campo Petrolífero de Tarim, adjacente à área de petróleo e gás ultraprofunda de Fuman, que tem uma profundidade de 8.000 metros e reservas de um bilhão de toneladas. O poço tem uma profundidade projetada de 11.100 metros e um período planejado de perfuração e conclusão de 457 dias. Em 4 de março de 2024, a profundidade de perfuração do Shendi Teke 1 ultrapassou 10.000 metros, tornando-o o segundo poço vertical do mundo e o primeiro da Ásia a ultrapassar essa profundidade. Este marco indica que a China superou de forma independente os desafios técnicos associados à perfuração de poços ultraprofundos dessa magnitude.

Perfurar em profundidades de 10.000 metros é um dos campos mais desafiadores na tecnologia de engenharia de petróleo e gás, com vários gargalos técnicos. Também é um indicador-chave da tecnologia de engenharia e capacidades de equipamentos de um país. Enfrentando condições extremas de temperatura e pressão no fundo do poço, avanços significativos foram feitos em fluidos de perfuração de alta temperatura, motores resistentes a alta temperatura e tecnologias de perfuração direcional. Avanços também foram alcançados em equipamentos de amostragem de núcleo e perfilagem de cabos, caminhões de fraturamento de ultra-alta pressão com capacidade de 175 MPa e equipamentos de fluido de fraturamento, que foram testados com sucesso no local. Esses desenvolvimentos levaram à criação de várias tecnologias críticas para a perfuração e conclusão seguras e eficientes de poços ultraprofundos.

No sistema de fluido de perfuração usado neste projeto, ambientes específicos de alta temperatura e alta pressão foram abordados com o desenvolvimento de redutores de perda de fluido superiores e inibidores de corrosão que mantêm excelentes propriedades reológicas sob altas temperaturas e são fáceis de ajustar e manter. Os aditivos de controle de argila também aumentaram a capacidade de desidratação de partículas de argila sob condições de temperatura ultra-alta, melhorando a adaptabilidade e a estabilidade do fluido de perfuração.

O óleo de xisto Jimusar é a primeira zona de demonstração de óleo de xisto terrestre nacional da China, localizada na parte oriental da Bacia de Junggar. Ela cobre uma área de 1.278 quilômetros quadrados e tem uma reserva de recursos estimada de 1,112 bilhão de toneladas. Em 2018, o desenvolvimento em larga escala do óleo de xisto Jimusar começou. No primeiro trimestre, a Zona de Demonstração de Óleo de Xisto Terrestre Nacional Jimusar de Xinjiang produziu 315.000 toneladas de óleo de xisto, estabelecendo um novo recorde histórico. A zona de demonstração está acelerando os esforços para aumentar as reservas e a produção de óleo de xisto, com planos para concluir 100 poços de perfuração e 110 poços de fraturamento até 2024.

O óleo de xisto, que é o óleo preso à rocha de xisto ou dentro de suas fissuras, é um dos tipos de óleo mais difíceis de extrair. Xinjiang tem ricos recursos de óleo de xisto com amplas perspectivas de exploração e desenvolvimento. A China identificou os recursos de óleo de xisto como uma área-chave para futura substituição de petróleo. Wu Chengmei, um engenheiro secundário no Centro de Pesquisa Geológica da Área de Operações do Campo Petrolífero de Jiqing no Campo Petrolífero de Xinjiang, explica que o óleo de xisto de Jimusar é geralmente enterrado a mais de 3.800 metros de profundidade. O enterramento profundo e a permeabilidade particularmente baixa tornam a extração tão desafiadora quanto extrair óleo de uma pedra de amolar.

O desenvolvimento de óleo de xisto terrestre da China geralmente enfrenta quatro grandes desafios: primeiro, o óleo é relativamente pesado, dificultando o fluxo; segundo, os pontos ideais são pequenos e difíceis de prever; terceiro, o alto teor de argila dificulta o fraturamento; quarto, a distribuição é inconsistente, complicando as operações. Esses fatores há muito restringem o desenvolvimento em larga escala e eficiente do óleo de xisto terrestre na China. No projeto, para tratar o fluido de refluxo de fraturamento, um novo aditivo é usado para reduzir a poluição e reciclar o fluido, transformando-o novamente em fluido de fraturamento para reutilização. Este método foi testado em nove poços em 2023 com excelentes resultados. A partir de junho de 2024, o projeto planeja usar o fluido de fraturamento reconstituído em uma operação de fraturamento em larga escala.

A formação principal do projeto consiste em veios de carvão, seções de lamito cinza e marrom, que são formações sensíveis à água. No bloco de xisto de Jimusar, a seção de furo aberto do segundo poço é longa, e o tempo de imersão da formação é estendido. Se lama à base de água for usada, o colapso e a instabilidade são prováveis, mas os fluidos de perfuração à base de óleo não causam efeitos de hidratação. Os fluidos de perfuração de emulsão de óleo em água, quando estáveis, também não causam efeitos de hidratação, portanto, os fluidos de perfuração à base de óleo não criam pressões de inchaço de hidratação. A pesquisa levou à adoção de um sistema de lama à base de óleo, com princípios e medidas anticolapso como segue: 1. Inibição química: Controlar a proporção óleo-água acima de 80:20 para reduzir a invasão da fase aquosa na formação, prevenindo efetivamente o inchaço e o colapso de veios de carvão e formações altamente sensíveis à água. 2. Tampão físico: Adicionar agentes de ponderação, como materiais de cálcio, antecipadamente em formações fracas para aumentar a capacidade de suporte de pressão da formação e evitar vazamentos no poço. 3. Suporte mecânico: Controlando a densidade acima de 1,52g/cm³, aumentando gradualmente a densidade até o limite de projeto de 1,58g/cm³ na seção de construção. Os agentes de ponderação produzidos pela Youzhu Company podem atingir o efeito desejado, garantindo a conclusão suave e bem-sucedida de projetos de perfuração e conclusão de poços.