Cazuri de aplicare a aditivilor chimici pentru zăcămintele petroliere

În 2022, în fața impactului pandemiei de COVID-19, Centrul de management al terminării sondelor din Northwest Oilfield a finalizat 24 de proiecte, inclusiv echipamente de control al puțurilor de petrol și curățarea țevilor obturate cu petrol greu, economisind costuri de achiziție de 13,683 milioane de yuani.

În timpul utilizării conductelor de petrol, diametrul conductei devine din ce în ce mai îngust datorită efectelor cerii, polimerilor și sărurilor, reducând fluxul de țiței și afectând producția de țiței. Prin urmare, companiile de foraj curăță în general conductele o dată pe an. După tratarea cusăturilor de sudură ale îmbinărilor țevilor, este necesară curățarea țevilor.

În condiții generale, țevile de oțel folosite ca țevi de ulei au rugină atât pe suprafața interioară, cât și pe cea exterioară. Dacă nu este curățat, acesta va contamina uleiul hidraulic după utilizare, afectând funcționarea normală a dispozitivelor hidraulice. Prin urmare, este necesar să îndepărtați rugina de pe suprafața interioară a țevilor prin spălare cu acid. Spălarea cu acid poate elimina, de asemenea, rugina de pe suprafața exterioară a țevilor, ceea ce este benefic pentru aplicarea vopselei anti-rugină pe suprafața exterioară a țevilor, oferind protecție anticoroziune de lungă durată. Spălarea acidă se realizează în general folosind o soluție acidă cu o concentrație de la 0% la 15%. Compania Youzhu, prin furnizarea de produse inhibitoare de coroziune: UZ CI-180, un inhibitor de coroziune acidizant rezistent la temperaturi ridicate pentru utilizarea pe câmpuri petroliere. În procesul de acidizare sau decapare, acidul va coroda oțelul, iar la temperatură ridicată, rata și intervalul de coroziune vor crește foarte mult, prin urmare, în producția de petrol, prevenirea coroziunii țevilor la temperatură înaltă este deosebit de importantă, care nu este legat doar de beneficiile exploatării câmpurilor petroliere, ci și strâns legat de siguranța producției. Gradul de eroziune acidă pe conducte și echipamente depinde de timpul de contact, concentrația acidului și condițiile de temperatură etc. UZ CI-180 are o rezistență excelentă la temperaturi ridicate, iar la temperaturi de până la 350 ° F (180 ° C), coroziune efectul acidului asupra oțelului la temperaturi ridicate la fundul puțului poate fi mult redus prin adăugarea de UZ CI-180 la amestecul acid. Youzhu a primit o recunoaștere înaltă de la Centrul de management al zăcămintelor de petrol din nord-vest pentru proiectele sale de curățare a conductelor, formularea fluidului de foraj și întreținerea echipamentelor.

Situată pe Dong San Road din orașul Dongying, sonda Fengye 1-10HF este prima sondă orizontală de petrol de șist care a străpuns bariera ciclului de foraj de 20 de zile, terminând cu 24 de zile înainte de termen. Este una dintre cele trei zone demonstrative naționale de petrol de șist aprobate de Administrația Națională a Energiei și prima zonă națională de demonstrație pentru petrolul de șist din bazinul faliei continentale din China. Prin finalizarea sondei cu 24 de zile înainte de termen, peste 10 milioane de yuani au fost economisiți în costuri.

Datorită apropierii de o fântână din apropiere fracturată la doar 400 de metri distanță și a apropierii de limita de rocă de pietriș, sonda Fengye 1-10HF se confrunta cu riscuri de pătrundere a apei, revărsare și pierderi de lichid. În plus, temperaturile ridicate la fundul puțului au reprezentat provocări pentru diferite instrumente. Echipa de proiect s-a concentrat pe suportul tehnologic de inginerie și pe abordarea problemelor tehnologice cheie. Aceștia au rezolvat succesiv constrângeri precum dificultatea de a prezice punctele dulce de eterogenitate puternică, limitările instrumentelor la temperaturi și presiuni ridicate și coexistența pierderilor și afluxului fluidului de foraj.

Ei au dezvoltat și aplicat un sistem de noroi pe bază sintetică pentru a îmbunătăți fluiditatea. Printre acestea, aditivul actual pentru fluidul de foraj TF FL WH-1 Aditivi pentru pierderea fluidului de ciment, dezvoltat de Youzhu poate forma o peliculă de înaltă calitate pe suprafața sondei de șist, împiedicând filtratul fluidului de foraj să intre în formațiune, TF FL WH- 1 este proiectat pentru utilizarea în puțuri cu temperaturi de circulație în fundul găurii (BHCT) între 60℉ (15,6℃) și 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 asigură controlul API al pierderii de fluid sub 36cc/30min în timp ce controlează migrarea gazului din formațiune. În general, 0,6% până la 2,0% BWOC este necesar în majoritatea suspensiilor. De obicei, este utilizat la o doză mai mică de 0,8% BWOC, protejând astfel rezervorul și stabilizând sonda. Acest lucru etanșează eficient porii și microfracturile de șist, împiedicând invadarea filtratului de fluid de foraj și reducând transmiterea presiunii porilor, sporind semnificativ inhibarea fluidului de foraj.

Rezultatele aplicațiilor pe teren arată că fluidul de foraj pe bază de apă de înaltă performanță este foarte inhibitor, crește viteza mecanică de foraj, este stabil la temperaturi ridicate, protejează rezervorul și este ecologic.

În februarie 2022, sonda Bazhong 1HF de la Sinopec, situată în rezervorul de gresie și petrol din canalul râului Jurassic, a propus în mod inovator conceptul de proiectare a fracturării „fracturare, imbibiție și integrare bine închisă”. Această abordare a fost dezvoltată pentru a aborda caracteristicile rezervoarelor de gresie dense ale canalului de râu și coeficienții de presiune înalți ai formațiunii. Tehnologia optimizată de fracturare, care include „tăiere strânsă + astupare temporară și deviere + adăugare de nisip de mare intensitate + îmbunătățire a uleiului de imbibiție”, a îmbunătățit semnificativ capacitatea de curgere a petrolului și gazelor subterane și a stabilit un nou model de fracturare, oferind o referință pentru mari- fracturarea la scară a puțurilor orizontale.

Aditivul de pierdere a fluidului la temperatură înaltă de la Youzhuo, agentul de blocare anti-colaps la temperatură înaltă și regulatorul de tip de curgere la temperatură înaltă în fluidul de fracturare depășesc provocările de presiune și pierderi de fluid cauzate de presiunea porilor de formare, stresul din sondă și rezistența rocii. Tehnologia specială de obturare a gelului, derivată de la Universitatea Southwest Petroleum, permite gelului special să se oprească automat din curgere după ce intră în stratul de pierdere, umplând fracturile și spațiile goale, formând un „dop de gel” care izolează fluidul de formare internă de fluidul de sondă. Această tehnologie este foarte eficientă pentru scurgeri severe în formațiunile fracturate, poroase și sparte, cu pierderi semnificative de fluid și volume minime de retur.

Pe 30 mai 2023, la ora 11:46, zăcământul petrolier Tarim din China National Petroleum Corporation (CNPC) a început forajul la sondele Shendi Teke 1, semnalând începutul unei călătorii de explorare a științelor geologice și inginerie ultra-profunde la adâncimi care ating 10.000 de metri. Acesta marchează un moment istoric pentru ingineria pământului adânc din China, semnificând o descoperire majoră în tehnologia de explorare a pământului adânc a țării și începutul „erei de 10.000 de metri” în capacități de foraj.

Sonda Shendi Teke 1 este situată în județul Shaya, prefectura Aksu, Xinjiang, în inima deșertului Taklamakan. Este un „proiect de pământ adânc” semnificativ al CNPC în zăcământul petrolier Tarim, adiacent zonei ultraprofunde de petrol și gaze Fuman, care are o adâncime de 8.000 de metri și rezerve de un miliard de tone. Sonda are o adâncime proiectată de 11.100 de metri și o perioadă planificată de foraj și finalizare de 457 de zile. Pe 4 martie 2024, adâncimea de foraj a Shendi Teke 1 a depășit 10.000 de metri, făcând-o a doua și prima sondă verticală din lume care depășește această adâncime. Această etapă indică faptul că China a depășit în mod independent provocările tehnice asociate forării puțurilor ultra-adânci de această magnitudine.

Forajul la adâncimi de 10.000 de metri este unul dintre cele mai provocatoare domenii din tehnologia ingineriei petrolului și gazelor, cu numeroase blocaje tehnice. Este, de asemenea, un indicator cheie al tehnologiei de inginerie și al capacităților echipamentelor unei țări. Confruntându-se cu condiții extreme de temperatură și presiune în fond, s-au făcut progrese semnificative în fluidele de foraj la temperatură înaltă, motoare rezistente la temperaturi ridicate și tehnologiile de foraj direcțional. De asemenea, s-au realizat progrese în echipamentele de prelevare a probelor de miez și de înregistrare a cablurilor, camioane de fracturare de ultra-înaltă presiune cu o capacitate de 175 MPa și echipamente pentru fluid de fracturare, care au fost testate cu succes la fața locului. Aceste evoluții au condus la crearea mai multor tehnologii critice pentru forarea și finalizarea în siguranță și eficientă a puțurilor de adâncime ultraprofundă.

În sistemul de fluid de foraj utilizat în acest proiect, au fost abordate medii specifice cu temperatură înaltă și presiune înaltă prin dezvoltarea unor reductoare de pierderi de fluide și inhibitori de coroziune superiori care mențin proprietăți reologice excelente la temperaturi ridicate și sunt ușor de reglat și întreținut. Aditivii de control al argilei au îmbunătățit, de asemenea, capacitatea de deshidratare a particulelor de argilă în condiții de temperatură ultra-înaltă, îmbunătățind adaptabilitatea și stabilitatea fluidului de foraj.

Uleiul de șist Jimusar este prima zonă națională de demonstrație a petrolului de șist terestră din China, situată în partea de est a bazinului Junggar. Se întinde pe o suprafață de 1.278 de kilometri pătrați și are o rezervă de resurse estimată la 1,112 miliarde de tone. În 2018, a început dezvoltarea pe scară largă a uleiului de șist Jimusar. În primul trimestru, zona națională de demonstrație a petrolului de șist din Xinjiang Jimusar a produs 315.000 de tone de ulei de șist, stabilind un nou record istoric. Zona demonstrativă accelerează eforturile de a crește rezervele și producția de petrol de șist, cu planuri de a finaliza 100 de sonde de foraj și 110 de sonde de fracturare până în 2024.

Uleiul de șist, care este ulei atașat de roca de șist sau în fisurile acesteia, este unul dintre cele mai dificile tipuri de ulei de extras. Xinjiang are resurse bogate de petrol de șist, cu perspective largi de explorare și dezvoltare. China a identificat resursele de petrol de șist drept un domeniu cheie pentru înlocuirea viitoare a petrolului. Wu Chengmei, un inginer secundar la Centrul de Cercetare Geologică din Zona de Operațiuni a zăcământului petrolier Jiqing din zăcământul petrolier Xinjiang, explică că uleiul de șist Jimusar este, în general, îngropat la mai mult de 3.800 de metri sub pământ. Îngroparea adâncă și permeabilitatea deosebit de scăzută fac extracția la fel de dificilă ca extragerea uleiului dintr-o piatră de ajit.

Dezvoltarea petrolului de șist din China se confruntă în general cu patru provocări majore: în primul rând, petrolul este relativ greu, ceea ce face dificilă curgerea; în al doilea rând, punctele dulci sunt mici și greu de prezis; în al treilea rând, conținutul ridicat de argilă îngreunează fracturarea; în al patrulea rând, distribuția este inconsecventă, complicând operațiunile. Acești factori au restrâns de multă vreme dezvoltarea pe scară largă și eficientă a petrolului de șist terestru în China. În cadrul proiectului, pentru a trata fluidul de reflux de fracturare, este utilizat un nou aditiv pentru a reduce poluarea și a recicla fluidul, transformându-l înapoi în fluid de fracturare pentru reutilizare. Această metodă a fost testată pe nouă sonde în 2023 cu rezultate excelente. Începând cu iunie 2024, proiectul intenționează să utilizeze fluidul de fracturare reconstituit într-o operațiune de fracturare la scară largă.

Formația principală a proiectului constă din straturi de cărbune, secțiuni de noroi gri și maro, care sunt formațiuni sensibile la apă. În blocul petrolier de șist Jimusar, secțiunea cu gaură deschisă a celei de-a doua sonde este lungă, iar timpul de înmuiere a formației este prelungit. Dacă se folosește noroi pe bază de apă, este posibilă colapsul și instabilitatea, dar fluidele de foraj pe bază de petrol nu provoacă efecte de hidratare. Fluidele de foraj în emulsie ulei în apă, atunci când sunt stabile, nu provoacă nici efecte de hidratare, astfel fluidele de foraj pe bază de ulei nu creează presiuni de umflare a hidratării. Cercetările au condus la adoptarea unui sistem de nămol pe bază de ulei, cu principii și măsuri anti-colaps după cum urmează: 1. Inhibare chimică: Controlul raportului ulei-apă peste 80:20 pentru a reduce invazia fazei de apă în formațiune, prevenind eficient umflarea și prăbușirea straturilor de cărbune și a formațiunilor foarte sensibile la apă. 2. Blocarea fizică: Adăugarea în avans a agenților de greutate, cum ar fi materialele de calciu, în formațiunile slabe, pentru a îmbunătăți capacitatea de susținere a presiunii formațiunii și pentru a preveni scurgerea puțului. 3. Suport mecanic: Controlul densității peste 1,52 g/cm³, crescând treptat densitatea până la limita de proiectare de 1,58 g/cm³ în secțiunea de acumulare. Agenții de ponderare produși de Compania Youzhu pot obține efectul dorit, asigurând finalizarea fără probleme și cu succes a proiectelor de foraj și finalizare a puțurilor.