Примеры применения нефтепромысловых химических добавок

В 2022 году, несмотря на последствия пандемии COVID-19, Северо-Западный центр управления заканчиванием скважин на нефтяных месторождениях завершил 24 проекта, включая оборудование для контроля нефтяных скважин и очистку труб от засоров тяжелой нефтью, сэкономив затраты на закупки в размере 13,683 миллиона юаней.

Во время использования нефтепроводов диаметр труб становится все уже из-за воздействия парафина, полимеров и солей, что снижает поток сырой нефти и влияет на добычу сырой нефти. Поэтому буровые компании обычно чистят трубы один раз в год. После обработки сварных швов соединений труб необходимо очистить трубы.

В обычных условиях стальные трубы, используемые в качестве нефтепроводов, имеют ржавчину как на внутренней, так и на внешней поверхности. Если его не очистить, это приведет к загрязнению гидравлического масла после использования, что повлияет на нормальную работу гидравлических устройств. Поэтому удалять ржавчину на внутренней поверхности труб необходимо посредством кислотной промывки. Кислотная промывка также позволяет удалить ржавчину с внешней поверхности труб, что полезно для нанесения антикоррозионной краски на внешнюю поверхность труб, обеспечивая длительную антикоррозионную защиту. Кислотная промывка обычно выполняется с использованием раствора кислоты с концентрацией от 0% до 15%. Компания Youzhu, предоставляя продукты-ингибиторы коррозии: UZ CI-180, устойчивый к высоким температурам ингибитор коррозии при кислотной обработке для использования на нефтяных месторождениях. В процессе кислотной обработки или травления кислота разъедает сталь, а при высокой температуре скорость и диапазон коррозии значительно увеличиваются, поэтому в нефтедобывающей промышленности особенно важно предотвращать коррозию высокотемпературных труб. что связано не только с выгодами от эксплуатации месторождений нефти, но и тесно связано с безопасностью производства. Степень кислотной эрозии трубопроводов и оборудования зависит от времени контакта, концентрации кислоты, температурного режима и т. д. УЗ CI-180 обладает превосходной устойчивостью к высоким температурам, а при температуре до 350°F (180°C) коррозия Влияние кислоты на сталь при высоких температурах на забое скважины можно существенно снизить, добавив в кислотную смесь УЗ CI-180. Компания Youzhu получила высокое признание от Северо-Западного центра управления нефтяными месторождениями за свои проекты в области очистки труб, приготовления буровых растворов и технического обслуживания оборудования.

Скважина Fengye 1-10HF, расположенная на улице Донг Сан в городе Дунъин, является первой горизонтальной скважиной для сланцевой нефти, которая преодолела 20-дневный барьер цикла бурения и завершилась на 24 дня раньше запланированного срока. Это одна из трех национальных демонстрационных зон сланцевой нефти, одобренных Национальным управлением энергетики, и первая национальная демонстрационная зона сланцевой нефти континентального бассейна разлома в Китае. Завершение скважины на 24 дня раньше запланированного срока позволило сэкономить более 10 миллионов юаней.

Из-за близости к близлежащей скважине, трещина которой находится всего в 400 метрах, а также близости к границе гравийной породы, скважина Fengye 1-10HF столкнулась с риском проникновения воды, перелива и потери жидкости. Кроме того, высокие температуры на забое скважины создавали проблемы для различных приборов. Команда проекта сосредоточилась на инженерно-технологическом сопровождении и решении ключевых технологических задач. Они последовательно решили такие ограничения, как сложность прогнозирования сильных зон неоднородности, ограничения инструментов при высоких температурах и давлениях, а также сосуществование потерь и притоков бурового раствора.

Они разработали и применили систему бурового раствора на синтетической основе для улучшения текучести. Среди них текущая добавка для бурового раствора TF FL WH-1 Cement Fluid-Pos Additives, разработанная Youzhu, может образовывать высококачественную пленку на поверхности ствола сланцевой скважины, предотвращая попадание фильтрата бурового раствора в пласт, TF FL WH- 1 предназначен для использования в скважинах с забойной циркуляционной температурой (BHCT) от 60℉(15,6℃) до 400℉ (204℃).

TF FL WH-1 обеспечивает контроль водоотдачи по стандарту API ниже 36 см3/30 мин, одновременно контролируя миграцию газа из пласта. Обычно для большинства суспензий требуется от 0,6% до 2,0% BWOC. Обычно его используют в дозировке менее 0,8% BWOC, тем самым защищая пласт и стабилизируя ствол скважины. Это эффективно запечатывает поры и микротрещины сланца, предотвращая проникновение фильтрата бурового раствора и уменьшая передачу порового давления, что значительно усиливает ингибирование бурового раствора.

Результаты применения на местах показывают, что высокоэффективный буровой раствор на водной основе обладает высокими ингибирующими свойствами, увеличивает механическую скорость бурения, стабилен при высоких температурах, защищает пласт и является экологически чистым.

В феврале 2022 года на скважине Bazhong 1HF компании Sinopec, расположенной в юрском нефтегазовом пласте из песчаника русла реки, была предложена новаторская концепция дизайна гидроразрыва пласта «разрыв, пропитка и интеграция закрытия скважины». Этот подход был разработан для учета характеристик плотных коллекторов из песчаника русла реки и высоких коэффициентов пластового давления. Оптимизированная технология гидроразрыва, которая включает в себя «резку в плотных слоях + временное закупоривание и отклонение + высокоинтенсивное добавление песка + повышение пропитки нефти», значительно увеличила пропускную способность подземных запасов нефти и газа и создала новую модель гидроразрыва, предоставив эталон для крупных проектов. масштабный ГРП горизонтальных скважин.

Высокотемпературная добавка для снижения водоотдачи, высокотемпературный противоколлапсовый закупоривающий агент и высокотемпературный регулятор потока в жидкости для гидроразрыва позволяют преодолеть проблемы с давлением и потерей жидкости, вызванные поровым давлением пласта, напряжением в стволе скважины и прочностью горной породы. Специальная технология гелевого закупоривания, разработанная Юго-Западным нефтяным университетом, позволяет специальному гелю автоматически прекращать течь после входа в слой потерь, заполняя трещины и пустоты, образуя «гелевую пробку», изолирующую внутреннюю пластовую жидкость от скважинной жидкости. Данная технология высокоэффективна при сильных утечках в трещиноватых, пористых и нарушенных пластах со значительными потерями жидкости и минимальными объемами возврата.

30 мая 2023 года в 11:46 Таримское нефтяное месторождение Китайской национальной нефтяной корпорации (CNPC) начало бурение скважины Шенди Теке 1, сигнализируя о начале пути по изучению сверхглубоких геологических и инженерных наук на глубинах, достигающих 10 000 метров. Это знаменует собой исторический момент для китайской глубоководной инженерии, означающий крупный прорыв в технологии глубоководной разведки страны и начало «эры 10 000 метров» в возможностях бурения.

Скважина Шенди Теке 1 расположена в уезде Шая префектуры Аксу Синьцзяна, в самом сердце пустыни Такла-Макан. Это значительный «глубокий проект» CNPC на Таримском нефтяном месторождении, примыкающем к сверхглубокой нефтегазовой зоне Фуман, глубина которой составляет 8000 метров, а запасы составляют один миллиард тонн. Проектная глубина скважины составляет 11 100 метров, а запланированный срок бурения и завершения строительства - 457 дней. 4 марта 2024 года глубина бурения Shendi Teke 1 превысила 10 000 метров, что сделало ее второй в мире и первой в Азии вертикальной скважиной, преодолевшей эту глубину. Эта веха свидетельствует о том, что Китай самостоятельно преодолел технические проблемы, связанные с бурением сверхглубоких скважин такого масштаба.

Бурение на глубине 10 000 метров — одно из самых сложных направлений в технологии нефтегазового машиностроения, имеющее множество технических узких мест. Это также ключевой индикатор возможностей инженерных технологий и оборудования страны. В условиях экстремальных условий скважинной температуры и давления были достигнуты значительные успехи в области высокотемпературных буровых растворов, высокотемпературных двигателей и технологий наклонно-направленного бурения. Прорывы также были достигнуты в оборудовании для отбора керна и кабельного каротажа, машинах для гидроразрыва сверхвысокого давления мощностью 175 МПа и оборудовании для жидкости гидроразрыва, которые были успешно испытаны на месте. Эти разработки привели к созданию нескольких критически важных технологий для безопасного и эффективного бурения и заканчивания сверхглубоких скважин.

В системе бурового раствора, используемой в этом проекте, были разработаны специальные средства, снижающие водоотдачу и ингибиторы коррозии, которые сохраняют превосходные реологические свойства при высоких температурах и просты в настройке и обслуживании. Добавки, контролирующие глину, также повышают обезвоживающую способность частиц глины в условиях сверхвысоких температур, улучшая адаптируемость и стабильность бурового раствора.

Сланцевая нефть Джимусара — первая в Китае национальная демонстрационная зона наземной сланцевой нефти, расположенная в восточной части Джунгарского бассейна. Он занимает площадь 1278 квадратных километров и имеет предполагаемые запасы ресурсов в 1,112 миллиарда тонн. В 2018 году началась масштабная разработка сланцевой нефти Джимусар. В первом квартале в Синьцзян-Джимусарской национальной демонстрационной зоне наземной сланцевой нефти было добыто 315 000 тонн сланцевого масла, установив новый исторический рекорд. В демонстрационной зоне активизируются усилия по увеличению запасов и добычи сланцевой нефти: к 2024 году планируется завершить строительство 100 буровых скважин и 110 скважин для гидроразрыва.

Сланцевая нефть, то есть нефть, прикрепленная к сланцевой породе или внутри ее трещин, является одним из наиболее трудно добываемых типов нефти. Синьцзян обладает богатыми ресурсами сланцевой нефти с широкими перспективами разведки и разработки. Китай определил ресурсы сланцевой нефти как ключевую область для будущего замещения нефти. У Чэнмей, младший инженер Геологического исследовательского центра нефтепромысла Цзицин в Синьцзяне, объясняет, что сланцевая нефть Джимусара обычно залегает на глубине более 3800 метров под землей. Глубокое залегание и особенно низкая проницаемость делают добычу такой же сложной задачей, как добыча нефти из точильного камня.

Разработка наземной сланцевой нефти в Китае обычно сталкивается с четырьмя основными проблемами: во-первых, нефть относительно тяжелая, что затрудняет ее транспортировку; во-вторых, «сладкие места» малы и их трудно предсказать; в-третьих, высокое содержание глины затрудняет гидроразрыв; в-четвертых, распределение непоследовательно, что усложняет операции. Эти факторы долгое время ограничивали крупномасштабную и эффективную разработку месторождений сланцевой нефти в Китае. В проекте для очистки жидкости обратного гидроразрыва используется новая добавка, позволяющая уменьшить загрязнение и переработать жидкость, превращая ее обратно в жидкость гидроразрыва для повторного использования. Этот метод был опробован на девяти скважинах в 2023 году и дал отличные результаты. По состоянию на июнь 2024 года проект планирует использовать восстановленную жидкость гидроразрыва в крупномасштабной операции гидроразрыва.

Основная формация проекта состоит из угольных пластов, участков серых и коричневых аргиллитов, которые являются водочувствительными пластами. На сланцевом нефтяном блоке Джимусар открытый участок второй скважины длинный, а время вымачивания пласта увеличено. Если используется буровой раствор на водной основе, вероятно обрушение и нестабильность, но буровые растворы на нефтяной основе не вызывают эффекта гидратации. Буровые растворы на основе эмульсии масло-в-воде, если они стабильны, также не вызывают эффектов гидратации, поэтому буровые растворы на нефтяной основе не создают давления гидратационного набухания. Исследования привели к внедрению системы бурового раствора на нефтяной основе со следующими принципами и мерами предотвращения обрушения: 1. Химическое ингибирование: контроль соотношения нефти и воды выше 80:20 для уменьшения проникновения водной фазы в пласт, эффективно предотвращая разбухание и обрушение угольных пластов и высоководочувствительных пластов. 2. Физическое закупоривание: заблаговременное добавление утяжелителей, таких как кальциевые материалы, в слабые пласты для повышения способности пласта выдерживать давление и предотвращения утечек из скважины. 3. Механическая поддержка: контроль плотности выше 1,52 г/см³, постепенное увеличение плотности до расчетного предела 1,58 г/см³ в секции наращивания. Утяжелители производства компании Youzhu позволяют добиться желаемого эффекта, обеспечивая плавное и успешное завершение проектов бурения и заканчивания скважин.