Случајеви примене хемијских адитива за нафтна поља

У 2022. години, суочен са утицајем пандемије COVID-19, Центар за управљање завршетком бушотина на северозападном нафтном пољу завршио је 24 пројекта, укључујући опрему за контролу нафтних бушотина и чишћење цеви од зачепљења тешким нафтом, уштедевши трошкове набавке од 13,683 милиона јуана.

Током употребе нафтних цеви, пречник цеви постаје све ужи због утицаја воска, полимера и соли, што смањује проток сирове нафте и утиче на производњу сирове нафте. Због тога, компаније за бушење генерално чисте цеви једном годишње. Након обраде заварених спојева цеви, потребно је очистити цеви.

Генерално, челичне цеви које се користе као нафтне цеви имају рђу и на унутрашњој и на спољашњој површини. Ако се не очисте, то ће контаминирати хидраулично уље након употребе, што ће утицати на нормалан рад хидрауличних уређаја. Због тога је неопходно уклонити рђу са унутрашње површине цеви прањем киселином. Прање киселином такође може уклонити рђу са спољашње површине цеви, што је корисно за наношење боје против рђе на спољашњу површину цеви, пружајући дуготрајну заштиту од корозије. Прање киселином се генерално врши раствором киселине концентрације од 0% до 15%. Компанија Youzhu нуди производе инхибитора корозије: UZ CI-180, инхибитор корозије отпоран на високе температуре, отпоран на киселину, за употребу у нафтним пољима. У процесу закисељавања или кисељења, киселина ће кородирати челик, а на високој температури, брзина и обим корозије ће се значајно повећати, стога је у производњи нафтних поља посебно важна спречавање корозије цеви на високим температурама, што није повезано само са предностима експлоатације нафтних поља, већ је уско повезано и са безбедношћу производње. Степен ерозије киселином на цевоводима и опреми зависи од времена контакта, концентрације киселине и температурних услова итд. UZ CI-180 има одличну отпорност на високе температуре, а на температурама до 180°C, корозивни ефекат киселине на челик на високим температурама на дну бушотине може се значајно смањити додавањем UZ CI-180 у смешу киселина. Компанија Youzhu је добила високо признање од Центра за управљање нафтним пољима северозапада за своје пројекте у чишћењу цеви, формулисању течности за бушење и одржавању опреме.

Смештена на путу Донг Сан у граду Донгјинг, бушотина Фенгје 1-10HF је прва хоризонтална бушотина шкриљасте нафте која је пробила баријеру од 20-дневног циклуса бушења, завршена 24 дана пре рока. То је једна од три националне демонстрационе зоне шкриљасте нафте које је одобрила Национална енергетска администрација и прва национална демонстрациона зона за шкриљасту нафту континенталног раседног басена у Кини. Завршетком бушотине 24 дана пре рока, уштеђено је преко 10 милиона јуана на трошковима.

Због близине оближње бушотине која се фрактурирала само 400 метара даље и близине границе шљунковитих стена, бушотина Fengye 1-10HF суочила се са ризицима од продора воде, преливања и губитка флуида. Поред тога, високе температуре на дну бушотине представљале су изазове за разне инструменте. Пројектни тим се фокусирао на инжењерску технолошку подршку и решавање кључних технолошких проблема. Узастопно су решавали ограничења као што су тешкоћа у предвиђању идеалних тачака јаке хетерогености, ограничења инструмената под високим температурама и притисцима и коегзистенција губитка флуида за бушење и прилива.

Развили су и применили систем блата на бази синтетике како би побољшали флуидност. Међу њима је и тренутни адитив за бушотину TF FL WH-1 Cement Fluid-loss Additives, који је развила компанија Youzhu, који може да формира висококвалитетни филм на површини шкриљастог бушотине, спречавајући улазак филтрата бушотине у формацију. TF FL WH-1 је дизајниран за употребу у бушотинама са температурама циркулације на дну бушотине (BHCT) у распону од 60℉ (15,6℃) до 400℉ (204℃).

ТФ ФЛ ВХ-1 обезбеђује контролу губитка АПИ флуида испод 36 цц/30 мин, уз контролу миграције гаса из формације. Генерално је потребно од 0,6% до 2,0% БВОЦ у већини шлагова. Обично се користи у дози мањој од 0,8% БВОЦ, чиме се штити резервоар и стабилизује бушотина. Ово ефикасно затвара поре и микрофрактуре шкриљца, спречавајући продирање филтрата флуида за бушење и смањујући пренос порног притиска, значајно побољшавајући инхибицију флуида за бушење.

Резултати примене на терену показују да високо ефикасна течност за бушење на бази воде има високу инхибиторну снагу, повећава механичку брзину бушења, стабилна је на високим температурама, штити резервоар и еколошки је прихватљива.

У фебруару 2022. године, Синопекова бушотина Бажонг 1HF, која се налази у резервоару нафте и гаса од пешчара у речном каналу из доба јуре, иновативно је предложила концепт дизајна фрактурирања „фрактуре, имбибиције и интеграције затварања бушотине“. Овај приступ је развијен како би се обратило пажња на карактеристике густих резервоара од пешчара у речном каналу и високе коефицијенте формационог притиска. Оптимизована технологија фрактурирања, која укључује „чврсто сечење + привремено затварање и преусмеравање + додавање песка високог интензитета + побољшање имбибиције нафте“, значајно је побољшала капацитет протока подземне нафте и гаса и успоставила нови модел фрактурирања, пружајући референцу за фрактурирање великих размера хоризонталних бушотина.

Јужуов адитив за губитак флуида на високим температурама, средство за затварање против урушавања на високим температурама и регулатор протока на високим температурама у флуиду за фрактурирање превазилазе изазове притиска и губитка флуида изазване порним притиском формације, напрезањем у бушотини и чврстоћом стена. Посебна технологија затварања гелом, преузета са Универзитета за нафту Југозапад, омогућава да специјални гел аутоматски престане да тече након уласка у слој губитка, попуњавајући пукотине и празнине, формирајући „гел чеп“ који изолује унутрашњи флуид формације од флуида у бушотини. Ова технологија је веома ефикасна код озбиљних цурења у фрактурисаним, порозним и сломљеним формацијама са значајним губитком флуида и минималним запреминама повратка.

Дана 30. маја 2023. године, у 11:46 часова, нафтно поље Тарим Кинеске националне нафтне корпорације (CNPC) почело је бушење на бушотини Шенди Теке 1, сигнализирајући почетак путовања ка истраживању ултрадубоких геолошких и инжењерских наука на дубинама које достижу 10.000 метара. Ово означава историјски тренутак за кинеско инжењерство дубоких подземних ресурса, што значи велики пробој у технологији истраживања дубоких подземних ресурса у земљи и почетак „ере од 10.000 метара“ у могућностима бушења.

Бушотина Шенди Теке 1 налази се у округу Шаја, префектура Аксу, Синђанг, у срцу пустиње Такламакан. То је значајан „пројекат дубоке земље“ компаније CNPC на нафтном пољу Тарим, поред ултрадубоког нафтног и гасног подручја Фуман, које има дубину од 8.000 метара и резерве од милијарду тона. Бушотина има пројектовану дубину од 11.100 метара и планирани период бушења и завршетка од 457 дана. 4. марта 2024. године, дубина бушења Шенди Теке 1 премашила је 10.000 метара, што је чини другом вертикалном бушотином на свету и првом у Азији која је превазишла ову дубину. Ова прекретница указује на то да је Кина самостално превазишла техничке изазове повезане са бушењем ултрадубоких бушотина ових размера.

Бушење на дубинама од 10.000 метара једно је од најзахтевнијих поља у технологији нафтног и гасног инжењерства, са бројним техничким уским грлима. То је такође кључни показатељ могућности инжењерске технологије и опреме једне земље. Суочавајући се са екстремним условима температуре и притиска у бушотини, постигнут је значајан напредак у развоју флуида за бушење на високим температурама, мотора отпорних на високе температуре и технологија усмереног бушења. Продори су такође постигнути у опреми за узорковање језгра и каротажу кабловима, камионима за фрактуру ултра-високог притиска капацитета 175 MPa и опреми за флуиде за фрактуру, који су успешно тестирани на лицу места. Ови развоји су довели до стварања неколико критичних технологија за безбедно и ефикасно бушење и завршетак ултра-дубоких бушотина.

У систему флуида за бушење који се користи у овом пројекту, специфична окружења високе температуре и високог притиска су обрађена развојем супериорних средстава за смањење губитка флуида и инхибитора корозије који одржавају одлична реолошка својства под високим температурама и лако се подешавају и одржавају. Адитиви за контролу глине су такође побољшали капацитет одводњавања честица глине под условима ултра високих температура, побољшавајући прилагодљивост и стабилност флуида за бушење.

Џимусарска шкриљаста нафта је прва национална демонстрациона зона копнене шкриљасте нафте у Кини, која се налази у источном делу басена Јунгар. Покрива површину од 1.278 квадратних километара и има процењене резерве ресурса од 1,112 милијарди тона. У 2018. години започета је велика разрада Џимусарске шкриљасте нафте. У првом кварталу, Синђангска национална демонстрациона зона копнене шкриљасте нафте Џимусар произвела је 315.000 тона шкриљасте нафте, поставивши нови историјски рекорд. Демонстрациона зона убрзава напоре за повећање резерви и производње шкриљасте нафте, са плановима да се до 2024. године заврши 100 бушотина за бушење и 110 бушотина за фрактурирање.

Шкриљаста нафта, која се налази у стени шкриљца или унутар њених пукотина, једна је од најтежих врста нафте за вађење. Синђанг има богате ресурсе шкриљасте нафте са широким изгледима за истраживање и развој. Кина је идентификовала ресурсе шкриљасте нафте као кључно подручје за будућу замену нафте. Ву Ченгмеј, секундарни инжењер у Геолошком истраживачком центру у области нафтних поља Ђићинг у нафтном пољу Синђанг, објашњава да се шкриљаста нафта Џимусар генерално налази на дубини од више од 3.800 метара под земљом. Дубоко закопавање и посебно ниска пропустљивост чине вађење једнако изазовним као вађење нафте из оштрача.

Развој шкриљасте нафте у Кини се генерално суочава са четири главна изазова: прво, нафта је релативно тешка, што отежава њен проток; друго, идеалне тачке су мале и тешко их је предвидети; треће, висок садржај глине отежава фрактурирање; четврто, дистрибуција је недоследна, што компликује операције. Ови фактори дуго ограничавају ефикасан развој шкриљасте нафте великих размера у Кини. У пројекту, за третман повратне течности од фрактуре, користи се нови адитив за смањење загађења и рециклажу течности, претварајући је назад у течност за фрактуру за поновну употребу. Ова метода је тестирана на девет бушотина 2023. године са одличним резултатима. Од јуна 2024. године, пројекат планира да користи реконституисану течност за фрактуру у операцији фрактуре великих размера.

Главна формација пројекта састоји се од угљених слојева, сивих и смеђих делова муљца, који су формације осетљиве на воду. У блоку шкриљаца Џимусар, део отворене бушотине друге бушотине је дугачак, а време намакања формације је продужено. Ако се користи исплак на бази воде, вероватни су колапс и нестабилност, али флуиди за бушење на бази нафте не изазивају ефекте хидратације. Емулзије уља у води за бушење, када су стабилне, такође не изазивају ефекте хидратације, па стога флуиди за бушење на бази нафте не стварају притиске бубрења услед хидратације. Истраживања су довела до усвајања система исплака на бази нафте, са принципима и мерама против колапса како следи: 1. Хемијска инхибиција: Контролисање односа уља и воде изнад 80:20 како би се смањила инвазија водене фазе у формацију, ефикасно спречавајући бубрење и колапс угљених слојева и формација високо осетљивих на воду. 2. Физичко зачепљивање: Додавање средстава за тежину као што су калцијумови материјали унапред у слабе формације како би се побољшао капацитет носивости формације под притиском и спречило цурење из бушотине. 3. Механичка подршка: Контролисање густине изнад 1,52 г/цм³, постепено повећање густине до пројектоване границе од 1,58 г/цм³ у делу за накупљање. Средства за утеге које производи компанија Јуџу могу постићи жељени ефекат, осигуравајући глатко и успешно завршетак пројеката бушења и комплетирања бушотина.