กรณีการใช้งานสารเคมีเติมแต่งในบ่อน้ำมัน

ในปี 2022 เมื่อเผชิญกับผลกระทบของการแพร่ระบาดของโควิด-19 ศูนย์การจัดการบ่อน้ำมันภาคตะวันตกเฉียงเหนือได้เสร็จสิ้นโครงการ 24 โครงการ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ควบคุมบ่อน้ำมันและการทำความสะอาดท่อน้ำมันหนักที่อุดตัน ซึ่งช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อได้ 13.683 ล้านหยวน

ในระหว่างการใช้ท่อน้ำมัน เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะแคบลงมากขึ้นเนื่องจากผลกระทบของขี้ผึ้ง โพลีเมอร์ และเกลือ ทำให้การไหลของน้ำมันดิบลดลง และส่งผลต่อการผลิตน้ำมันดิบ ดังนั้นบริษัทขุดเจาะจึงมักทำความสะอาดท่อปีละครั้ง หลังจากรักษารอยเชื่อมของข้อต่อท่อแล้วจำเป็นต้องทำความสะอาดท่อ

ในสภาวะทั่วไปท่อเหล็กที่ใช้เป็นท่อน้ำมันจะมีสนิมทั้งพื้นผิวด้านในและด้านนอก หากไม่ทำความสะอาดจะปนเปื้อนน้ำมันไฮดรอลิกหลังการใช้งาน ส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฮดรอลิก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำจัดสนิมที่พื้นผิวด้านในของท่อด้วยการล้างด้วยกรด การล้างด้วยกรดยังสามารถขจัดสนิมบนพื้นผิวด้านนอกของท่อได้ ซึ่งเป็นประโยชน์ในการทาสีป้องกันสนิมที่พื้นผิวด้านนอกของท่อ ทำให้ป้องกันการกัดกร่อนได้ยาวนาน โดยทั่วไปการล้างด้วยกรดจะดำเนินการโดยใช้สารละลายกรดที่มีความเข้มข้น 0% ถึง 15% บริษัท Youzhu โดยการจัดหาผลิตภัณฑ์ยับยั้งการกัดกร่อน: UZ CI-180 ซึ่งเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อนของกรดที่ทนต่ออุณหภูมิสูงสำหรับการใช้บ่อน้ำมัน ในกระบวนการทำให้เป็นกรดหรือการดอง กรดจะกัดกร่อนเหล็ก และที่อุณหภูมิสูง อัตราและช่วงของการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นในการผลิตบ่อน้ำมัน การป้องกันการกัดกร่อนของท่อที่มีอุณหภูมิสูงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งไม่เพียงเกี่ยวข้องกับประโยชน์ของการแสวงหาผลประโยชน์จากแหล่งน้ำมันเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความปลอดภัยในการผลิตอีกด้วย ระดับการกัดกร่อนของกรดบนท่อและอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเวลาในการสัมผัส ความเข้มข้นของกรด และสภาวะอุณหภูมิ ฯลฯ UZ CI-180 มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม และที่อุณหภูมิสูงถึง 350°F (180°C) การกัดกร่อน ผลกระทบของกรดบนเหล็กที่อุณหภูมิสูงที่ด้านล่างของบ่อสามารถลดลงได้อย่างมากโดยการเติม UZ CI-180 ลงในส่วนผสมของกรด Youzhu ได้รับการยอมรับอย่างสูงจาก Northwest Oilfield Management Center สำหรับโครงการต่างๆ ในการทำความสะอาดท่อ การกำหนดสูตรของเหลวจากการขุดเจาะ และการบำรุงรักษาอุปกรณ์

หลุม Fengye 1-10HF ซึ่งตั้งอยู่บนถนนตงซาน ในเมืองตงอิ๋ง ถือเป็นหลุมน้ำมันแนวนอนแห่งแรกที่สามารถทะลุผ่านอุปสรรครอบการขุดเจาะ 20 วัน โดยเสร็จสิ้นก่อนกำหนด 24 วัน เป็นหนึ่งในสามเขตสาธิตน้ำมันจากหินดินดานแห่งชาติที่ได้รับการอนุมัติจากสำนักงานบริหารพลังงานแห่งชาติ และเป็นเขตสาธิตน้ำมันหินหินจากรอยเลื่อนทวีปแห่งแรกในจีน เมื่อขุดบ่อน้ำเสร็จก่อนกำหนด 24 วัน จะช่วยประหยัดต้นทุนได้มากกว่า 10 ล้านหยวน

เนื่องจากอยู่ใกล้กับบ่อน้ำใกล้เคียงที่แตกร้าวซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียง 400 เมตร และอยู่ใกล้กับขอบเขตหินกรวด Fengye 1-10HF จึงเผชิญกับความเสี่ยงของการบุกรุกของน้ำ น้ำล้น และการสูญเสียของเหลวอย่างดี นอกจากนี้ อุณหภูมิที่สูงที่ก้นบ่อยังสร้างความท้าทายให้กับเครื่องมือต่างๆ ทีมงานโครงการมุ่งเน้นไปที่การสนับสนุนเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมและการแก้ไขปัญหาทางเทคโนโลยีที่สำคัญ พวกเขาแก้ไขข้อจำกัดอย่างต่อเนื่อง เช่น ความยากในการทำนายจุดอ่อนของความหลากหลายที่แตกต่างกันอย่างมาก ข้อจำกัดของเครื่องมือภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง และการอยู่ร่วมกันของการสูญเสียและการไหลเข้าของของไหลจากการขุดเจาะ

พวกเขาพัฒนาและใช้ระบบโคลนสังเคราะห์เพื่อปรับปรุงความลื่นไหล ในบรรดาสารเหล่านี้ สารเติมแต่งของเหลวสำหรับการขุดเจาะในปัจจุบัน TF FL WH-1 สารเติมแต่งการสูญเสียของเหลวซีเมนต์ ซึ่งพัฒนาโดย Youzhu สามารถสร้างฟิล์มคุณภาพสูงบนพื้นผิวของหลุมเจาะหินดินดาน เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวที่กรองจากการขุดเจาะเข้าสู่การก่อตัว TF FL WH- 1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในบ่อที่มีอุณหภูมิหมุนเวียนก้นหลุม (BHCT) ในช่วง 60°F(15.6°C) ถึง 400°F (204°C)

TF FL WH-1 ให้การควบคุมการสูญเสียของเหลว API ต่ำกว่า 36cc/30 นาที ในขณะที่ควบคุมการเคลื่อนตัวของก๊าซจากชั้นหิน โดยทั่วไปต้องใช้ BWOC 0.6% ถึง 2.0% ในสารละลายส่วนใหญ่ โดยปกติจะใช้ที่ขนาดยาน้อยกว่า 0.8% BWOC ดังนั้นจึงช่วยปกป้องแหล่งกักเก็บและทำให้หลุมเจาะมีความเสถียร สิ่งนี้จะปิดผนึกรูหินและรอยแตกขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้ของเหลวที่กรองจากการขุดเจาะเข้ามาบุกรุกและลดการส่งผ่านแรงดันของรูพรุน ซึ่งช่วยเพิ่มการยับยั้งของของเหลวจากการขุดเจาะอย่างมีนัยสำคัญ

ผลการใช้งานภาคสนามแสดงให้เห็นว่าน้ำมันเจาะสูตรน้ำประสิทธิภาพสูงมีฤทธิ์ยับยั้งสูง เพิ่มความเร็วในการเจาะเชิงกล มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง ปกป้องอ่างเก็บน้ำ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2022 หลุม Bazhong 1HF ของ Sinopec ซึ่งตั้งอยู่ในอ่างเก็บน้ำหินทรายและก๊าซในช่องแม่น้ำจูราสสิก ได้เสนอแนวคิดการออกแบบรอยแตกร้าว "การแตกหัก การดูดซับ และการบูรณาการที่ดี" อย่างสร้างสรรค์ แนวทางนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อจัดการกับลักษณะของอ่างเก็บน้ำหินทรายที่มีช่องทางแม่น้ำหนาแน่นและค่าสัมประสิทธิ์ความดันการก่อตัวสูง เทคโนโลยีการแตกหักที่ได้รับการปรับปรุงประสิทธิภาพ ซึ่งรวมถึง "การตัดแบบแน่น + การอุดและการผันชั่วคราว + การเติมทรายที่มีความเข้มข้นสูง + การเพิ่มประสิทธิภาพของน้ำมันในการดูดซับ" ได้เพิ่มความสามารถในการไหลของน้ำมันและก๊าซใต้ดินอย่างมีนัยสำคัญ และสร้างแบบจำลองการแตกหักแบบใหม่ โดยเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับ- การแตกหักของหลุมแนวนอน

สารเติมแต่งการสูญเสียของไหลที่อุณหภูมิสูงของ Youzhuo สารอุดป้องกันการยุบตัวที่อุณหภูมิสูง และตัวควบคุมประเภทการไหลที่อุณหภูมิสูงในของไหลที่แตกหัก สามารถเอาชนะแรงกดดันและความท้าทายในการสูญเสียของเหลวที่เกิดจากแรงดันของรูพรุนที่ก่อตัว ความเครียดของหลุมเจาะ และความแข็งแรงของหิน เทคโนโลยีการอุดเจลแบบพิเศษที่ได้มาจากมหาวิทยาลัย Southwest Petroleum ช่วยให้เจลพิเศษหยุดการไหลโดยอัตโนมัติหลังจากเข้าสู่ชั้นที่สูญเสียไป เติมเต็มรอยแตกร้าวและช่องว่าง ก่อให้เกิด "เจลปลั๊ก" ที่แยกของเหลวที่ก่อตัวภายในออกจากของเหลวในหลุมเจาะ เทคโนโลยีนี้มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการรั่วไหลอย่างรุนแรงในรูปแบบที่แตกหัก มีรูพรุน และแตกหัก โดยมีการสูญเสียของเหลวอย่างมีนัยสำคัญและมีปริมาณการไหลกลับน้อยที่สุด

เมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 2023 เวลา 11:46 น. แหล่งน้ำมัน Tarim ของบริษัท China National Petroleum Corporation (CNPC) ได้เริ่มขุดเจาะที่บ่อ Shendi Teke 1 ซึ่งส่งสัญญาณถึงการเริ่มต้นการเดินทางเพื่อสำรวจวิทยาศาสตร์ทางธรณีวิทยาและวิศวกรรมที่ลึกเป็นพิเศษในระดับความลึกที่เข้าถึงได้ 10,000 เมตร. นี่ถือเป็นช่วงเวลาประวัติศาสตร์สำหรับวิศวกรรมดินลึกของจีน ซึ่งแสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีการสำรวจดินลึกของจีน และจุดเริ่มต้นของ "ยุค 10,000 เมตร" ในด้านความสามารถในการขุดเจาะ

บ่อน้ำ Shendi Teke 1 ตั้งอยู่ในเทศมณฑล Shaya จังหวัด Aksu ซินเจียง ใจกลางทะเลทราย Taklamakan โครงการดังกล่าวถือเป็น "โครงการดินลึก" ที่สำคัญโดย CNPC ในแหล่งน้ำมัน Tarim ซึ่งอยู่ติดกับพื้นที่น้ำมันและก๊าซที่ลึกพิเศษ Fuman ซึ่งมีความลึก 8,000 เมตร และปริมาณสำรองหนึ่งพันล้านตัน หลุมนี้มีความลึกที่ออกแบบไว้ 11,100 เมตร และมีระยะเวลาการขุดเจาะตามแผนและแล้วเสร็จ 457 วัน เมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2567 ความลึกในการเจาะของ Shendi Teke 1 เกิน 10,000 เมตร กลายเป็นบ่อน้ำแนวตั้งแห่งที่สองของโลกและเป็นหลุมแนวตั้งแห่งแรกของเอเชียที่มีความลึกเกินนี้ เหตุการณ์สำคัญนี้บ่งชี้ว่าจีนสามารถเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการขุดเจาะหลุมลึกพิเศษขนาดนี้ได้อย่างอิสระ

การขุดเจาะที่ระดับความลึก 10,000 เมตรถือเป็นหนึ่งในสาขาที่ท้าทายที่สุดในเทคโนโลยีวิศวกรรมน้ำมันและก๊าซ พร้อมด้วยปัญหาคอขวดทางเทคนิคมากมาย นอกจากนี้ยังเป็นตัวบ่งชี้สำคัญเกี่ยวกับความสามารถด้านเทคโนโลยีวิศวกรรมและอุปกรณ์ของประเทศอีกด้วย เมื่อเผชิญกับสภาวะอุณหภูมิและความดันใต้หลุมเจาะที่รุนแรง ความก้าวหน้าที่สำคัญเกิดขึ้นกับของเหลวสำหรับการขุดเจาะที่อุณหภูมิสูง มอเตอร์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง และเทคโนโลยีการขุดเจาะแบบกำหนดทิศทาง นอกจากนี้ ยังประสบความสำเร็จในความก้าวหน้าในด้านการเก็บตัวอย่างหลักและอุปกรณ์บันทึกสายเคเบิล รถบรรทุกพร่าพรายแรงดันสูงพิเศษที่มีความจุ 175 MPa และอุปกรณ์ของเหลวพร่าพราย ซึ่งผ่านการทดสอบในสถานที่จริงแล้ว การพัฒนาเหล่านี้นำไปสู่การสร้างเทคโนโลยีที่สำคัญหลายประการสำหรับการขุดเจาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพและทำให้หลุมลึกพิเศษสมบูรณ์

ในระบบของไหลเจาะที่ใช้ในโครงการนี้ สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงโดยเฉพาะได้รับการแก้ไขด้วยการพัฒนาตัวลดการสูญเสียของเหลวและสารยับยั้งการกัดกร่อนที่เหนือกว่า ซึ่งรักษาคุณสมบัติทางรีโอโลยีที่ดีเยี่ยมภายใต้อุณหภูมิสูง และง่ายต่อการปรับและบำรุงรักษา สารเติมแต่งควบคุมดินเหนียวยังช่วยเพิ่มความสามารถในการแยกน้ำของอนุภาคดินเหนียวภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ ปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวและความเสถียรของของเหลวในการขุดเจาะ

Jimusar shale oil เป็นเขตสาธิตน้ำมันจากหินดินดานแห่งชาติแห่งแรกของจีน ซึ่งตั้งอยู่ทางตะวันออกของลุ่มน้ำจุงการ์ ครอบคลุมพื้นที่ 1,278 ตารางกิโลเมตร และมีทรัพยากรสำรองประมาณ 1.112 พันล้านตัน ในปี 2018 การพัฒนาขนาดใหญ่ของหินหิน Jimusar ได้เริ่มต้นขึ้น ในไตรมาสแรก เขตสาธิตน้ำมันจากหินดินดานแห่งชาติ Xinjiang Jimusar สามารถผลิตน้ำมันจากหินดินดานได้ 315,000 ตัน ซึ่งสร้างสถิติใหม่ในประวัติศาสตร์ เขตสาธิตกำลังเร่งความพยายามในการเพิ่มปริมาณสำรองและการผลิตน้ำมันจากชั้นหิน โดยมีแผนจะสร้างหลุมเจาะ 100 หลุมและหลุมแตกหัก 110 หลุมให้แล้วเสร็จภายในปี 2567

น้ำมันจากชั้นหินซึ่งเป็นน้ำมันที่ติดอยู่กับหินดินดานหรือภายในรอยแยก เป็นน้ำมันประเภทหนึ่งที่สกัดได้ยากที่สุด ซินเจียงมีทรัพยากรหินน้ำมันที่อุดมสมบูรณ์และมีโอกาสในการสำรวจและพัฒนาในวงกว้าง จีนได้ระบุแหล่งน้ำมันจากหินดินดานเป็นพื้นที่สำคัญสำหรับการทดแทนน้ำมันในอนาคต Wu Chengmei วิศวกรรองที่ศูนย์วิจัยทางธรณีวิทยาของพื้นที่ปฏิบัติการบ่อน้ำมัน Jiqing ในบ่อน้ำมันซินเจียง อธิบายว่าโดยทั่วไปแล้วน้ำมันจากชั้นหิน Jimusar ถูกฝังไว้ใต้ดินมากกว่า 3,800 เมตร การฝังลึกและการซึมผ่านที่ต่ำเป็นพิเศษทำให้การสกัดมีความท้าทายพอๆ กับการสกัดน้ำมันจากหินลับ

การพัฒนาน้ำมันจากหินดินดานของจีนโดยทั่วไปเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญ 4 ประการ ประการแรก น้ำมันมีน้ำหนักค่อนข้างมาก ทำให้ไหลได้ยาก ประการที่สอง จุดที่น่าสนใจนั้นมีขนาดเล็กและคาดเดาได้ยาก ประการที่สาม ปริมาณดินเหนียวสูงทำให้การแตกหักยาก ประการที่สี่ การกระจายไม่สอดคล้องกัน การดำเนินการที่ซับซ้อน ปัจจัยเหล่านี้ได้จำกัดการพัฒนาน้ำมันจากชั้นหินดินขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพในประเทศจีนมาเป็นเวลานาน ในโครงการนี้ เพื่อรักษาของเหลวไหลย้อนกลับที่แตกหักนั้น มีการใช้สารเติมแต่งชนิดใหม่เพื่อลดมลพิษและรีไซเคิลของเหลว และเปลี่ยนกลับเป็นของเหลวที่แตกหักเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ วิธีนี้ได้รับการทดสอบในเก้าหลุมในปี 2023 และผลลัพธ์ดีเยี่ยม ในเดือนมิถุนายน 2024 โครงการวางแผนที่จะใช้ของเหลวสำหรับการแตกหักที่ถูกสร้างขึ้นใหม่ในการปฏิบัติการแตกหักขนาดใหญ่

โครงสร้างหลักของโครงการประกอบด้วยตะเข็บถ่านหิน ส่วนหินโคลนสีเทาและสีน้ำตาล ซึ่งเป็นชั้นหินที่ไวต่อน้ำ ในบล็อกหินหิน Jimusar ส่วนที่เป็นรูเปิดของหลุมที่สองนั้นยาว และเวลาในการแช่ตัวของชั้นหินจะขยายออกไป หากใช้โคลนที่เป็นน้ำ อาจเกิดการพังทลายและความไม่เสถียร แต่ของเหลวจากการขุดเจาะที่เป็นน้ำมันจะไม่ทำให้เกิดผลกระทบต่อความชุ่มชื้น ของเหลวเจาะอิมัลชันน้ำมันในน้ำ เมื่อมีเสถียรภาพแล้ว ก็ไม่ทำให้เกิดผลกระทบต่อความชุ่มชื้น ดังนั้นของเหลวเจาะน้ำมันที่ใช้น้ำมันจึงไม่สร้างแรงกดดันในการบวมน้ำ การวิจัยนำไปสู่การนำระบบโคลนที่ใช้น้ำมันมาใช้ โดยมีหลักการและมาตรการป้องกันการยุบตัวดังนี้ 1. การยับยั้งสารเคมี: การควบคุมอัตราส่วนน้ำมันต่อน้ำให้สูงกว่า 80:20 เพื่อลดการบุกรุกของเฟสน้ำเข้าสู่ชั้นหิน การบวมและการยุบตัวของรอยต่อถ่านหินและการก่อตัวที่ไวต่อน้ำสูง 2. การอุดทางกายภาพ: การเติมสารถ่วงน้ำหนัก เช่น วัสดุแคลเซียมล่วงหน้าในรูปแบบที่อ่อนแอเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับแรงกดของชั้นหิน และป้องกันการรั่วไหลของบ่อน้ำ 3. ส่วนรองรับเชิงกล: การควบคุมความหนาแน่นที่สูงกว่า 1.52 ก./ซม. 3 โดยค่อยๆ เพิ่มความหนาแน่นจนถึงขีดจำกัดการออกแบบที่ 1.58 ก./ซม. ในส่วนการสะสมตัว สารถ่วงน้ำหนักที่ผลิตโดยบริษัท Youzhu สามารถบรรลุผลตามที่ต้องการ ทำให้มั่นใจได้ว่าการขุดเจาะและโครงการขุดเจาะหลุมเสร็จจะราบรื่นและประสบความสำเร็จ