Petrol Sahası Kimyasal Katkı Maddelerinin Uygulama Örnekleri

2022 yılında, COVID-19 pandemisinin etkisine rağmen, Kuzeybatı Petrol Sahası Kuyu Tamamlama Yönetim Merkezi, petrol kuyusu kontrol ekipmanları ve ağır petrol tıkanıklığı boru temizliği de dahil olmak üzere 24 projeyi tamamlayarak 13,683 milyon yuan tutarında tedarik maliyetinden tasarruf sağladı.

Petrol borularının kullanımı sırasında, balmumu, polimerler ve tuzların etkisiyle boru çapı giderek daralır, bu da ham petrol akışını azaltır ve ham petrol üretimini etkiler. Bu nedenle, sondaj şirketleri genellikle boruları yılda bir kez temizler. Boru bağlantılarının kaynak dikişleri temizlendikten sonra boruların temizlenmesi gerekir.

Genel koşullarda, petrol borularında kullanılan çelik boruların hem iç hem de dış yüzeylerinde pas bulunur. Temizlenmediği takdirde, bu durum kullanımdan sonra hidrolik yağı kirleterek hidrolik cihazların normal çalışmasını etkiler. Bu nedenle, boruların iç yüzeyindeki pasın asit yıkama yoluyla giderilmesi gereklidir. Asit yıkama, boruların dış yüzeyindeki pası da giderebilir; bu da boruların dış yüzeyine pas önleyici boya uygulanması için faydalıdır ve uzun süreli korozyon koruması sağlar. Asit yıkama genellikle %0 ila %15 konsantrasyonlu bir asit çözeltisi kullanılarak yapılır. Youzhu Şirketi, petrol sahalarında kullanım için yüksek sıcaklığa dayanıklı asitli korozyon önleyici ürün olan UZ CI-180'i sunmaktadır. Asitleme veya asitle temizleme işleminde, asit çeliği aşındırır ve yüksek sıcaklıkta korozyon oranı ve aralığı büyük ölçüde artar; bu nedenle, petrol sahası üretiminde, yüksek sıcaklık borularının korozyonunun önlenmesi özellikle önemlidir; bu sadece petrol sahası işletmesinin faydalarıyla ilgili değil, aynı zamanda üretim güvenliğiyle de yakından ilgilidir. Boru hatları ve ekipmanlardaki asit erozyonunun derecesi, temas süresine, asit konsantrasyonuna ve sıcaklık koşullarına vb. bağlıdır. UZ CI-180 mükemmel yüksek sıcaklık direncine sahiptir ve 350°F (180°C)'ye kadar olan sıcaklıklarda, kuyu dibinde yüksek sıcaklıklarda çeliğe asit korozyonunun etkisi, asit karışımına UZ CI-180 eklenmesiyle büyük ölçüde azaltılabilir. Youzhu, boru temizliği, sondaj sıvısı formülasyonu ve ekipman bakımı projeleriyle Kuzeybatı Petrol Sahası Yönetim Merkezi'nden yüksek takdir görmüştür.

Dongying şehrindeki Dong San Caddesi üzerinde bulunan Fengye 1-10HF kuyusu, 20 günlük sondaj döngüsü bariyerini aşan ilk yatay şeyl petrol kuyusu olup, planlanandan 24 gün önce tamamlanmıştır. Ulusal Enerji İdaresi tarafından onaylanan üç ulusal şeyl petrol gösteri bölgesinden biri ve Çin'deki kıtasal fay havzası şeyl petrolü için ilk ulusal gösteri bölgesidir. Kuyunun planlanandan 24 gün önce tamamlanmasıyla 10 milyon yuanın üzerinde maliyet tasarrufu sağlanmıştır.

Sadece 400 metre uzaklıktaki bir kuyunun çatlatma işlemine tabi tutulması ve çakıl kaya sınırına yakınlığı nedeniyle, Fengye 1-10HF kuyusu su girişi, taşma ve sıvı kaybı riskleriyle karşı karşıyaydı. Ayrıca, kuyu dibindeki yüksek sıcaklıklar çeşitli aletler için zorluklar yaratıyordu. Proje ekibi, mühendislik teknolojisi desteğine ve temel teknolojik sorunların çözümüne odaklandı. Güçlü heterojenlik gösteren verimli noktaların tahminindeki zorluk, yüksek sıcaklık ve basınç altında aletlerin sınırlılıkları ve sondaj sıvısı kaybı ve girişinin bir arada bulunması gibi kısıtlamaları başarıyla çözdüler.

Akışkanlığı iyileştirmek için sentetik bazlı bir çamur sistemi geliştirdiler ve uyguladılar. Bunlar arasında, Youzhu tarafından geliştirilen mevcut sondaj sıvısı katkı maddesi TF FL WH-1 Çimento Sıvı Kaybı Katkı Maddesi, şeyl kuyusunun yüzeyinde yüksek kaliteli bir film oluşturarak sondaj sıvısı süzüntüsünün formasyona girmesini önler. TF FL WH-1, kuyu dibi sirkülasyon sıcaklıkları (BHCT) 60℉ (15,6℃) ile 400℉ (204℃) arasında olan kuyularda kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

TF FL WH-1, formasyondan gaz göçünü kontrol ederken API sıvı kaybı kontrolünü 36 cc/30 dk'nın altında sağlar. Genellikle çoğu bulamaçta %0,6 ila %2,0 BWOC gereklidir. Genellikle %0,8'den daha düşük bir dozda kullanılır, böylece rezervuarı korur ve kuyu deliğini stabilize eder. Bu, şeyl gözeneklerini ve mikro çatlakları etkili bir şekilde kapatarak sondaj sıvısı süzüntüsünün içeri girmesini önler ve gözenek basıncının iletimini azaltarak sondaj sıvısının inhibisyonunu önemli ölçüde artırır.

Saha uygulama sonuçları, yüksek performanslı su bazlı sondaj sıvısının yüksek oranda korozyon önleyici olduğunu, mekanik sondaj hızını artırdığını, yüksek sıcaklıklarda stabil kaldığını, rezervuarı koruduğunu ve çevre dostu olduğunu göstermektedir.

Şubat 2022'de, Sinopec'in Jura dönemine ait nehir yatağı kumtaşı petrol ve doğalgaz rezervuarında bulunan Bazhong 1HF kuyusu, yenilikçi bir şekilde "kırılma, emme ve kuyu kapatma entegrasyonu" kırılma tasarım konseptini önerdi. Bu yaklaşım, yoğun nehir yatağı kumtaşı rezervuarlarının özelliklerini ve yüksek formasyon basınç katsayılarını ele almak için geliştirildi. "Sıkı kesme + geçici tıkanma ve yönlendirme + yüksek yoğunluklu kum ilavesi + emme yoluyla petrol zenginleştirme"yi içeren optimize edilmiş kırılma teknolojisi, yeraltı petrol ve doğalgazının akış kapasitesini önemli ölçüde artırdı ve yatay kuyuların büyük ölçekli kırılması için bir referans sağlayan yeni bir kırılma modeli oluşturdu.

Youzhuo'nun yüksek sıcaklıkta sıvı kaybını önleyici katkı maddesi, yüksek sıcaklıkta çökmeyi engelleyici tıkaç maddesi ve yüksek sıcaklıkta akış düzenleyicisi, çatlatma sıvısında formasyon gözenek basıncı, kuyu içi gerilimi ve kaya dayanımının neden olduğu basınç ve sıvı kaybı sorunlarının üstesinden gelir. Güneybatı Petrol Üniversitesi'nden türetilen özel jel tıkaç teknolojisi, özel jelin kayıp tabakasına girdikten sonra otomatik olarak akmayı durdurmasını, çatlakları ve boşlukları doldurmasını ve iç formasyon sıvısını kuyu içi sıvısından izole eden bir "jel tıkaç" oluşturmasını sağlar. Bu teknoloji, önemli sıvı kaybı ve minimum geri dönüş hacmi olan kırıklı, gözenekli ve çatlaklı formasyonlardaki şiddetli sızıntılar için son derece etkilidir.

30 Mayıs 2023 tarihinde, saat 11:46'da, Çin Ulusal Petrol Şirketi'nin (CNPC) Tarim Petrol Sahası, Shendi Teke 1 kuyusunda sondaj çalışmalarına başladı ve bu, 10.000 metreye varan derinliklerde ultra derin jeolojik ve mühendislik bilimlerini keşfetme yolculuğunun başlangıcını işaret etti. Bu, Çin'in derin yer altı mühendisliği için tarihi bir anı işaret ediyor ve ülkenin derin yer altı arama teknolojisinde büyük bir atılımı ve sondaj kapasitesinde "10.000 metre çağı"nın başlangıcını simgeliyor.

Shendi Teke 1 kuyusu, Sincan'ın Aksu İli, Şaya İlçesi'nde, Taklamakan Çölü'nün kalbinde yer almaktadır. 8.000 metre derinliğe ve bir milyar ton rezervine sahip Fuman ultra derin petrol ve doğalgaz sahasına bitişik Tarim Petrol Sahası'nda CNPC tarafından yürütülen önemli bir "derin yer altı projesi"dir. Kuyunun tasarım derinliği 11.100 metre olup, planlanan sondaj ve tamamlama süresi 457 gündür. 4 Mart 2024'te Shendi Teke 1'in sondaj derinliği 10.000 metreyi aşarak, bu derinliği aşan dünyanın ikinci ve Asya'nın ilk dikey kuyusu olmuştur. Bu kilometre taşı, Çin'in bu büyüklükteki ultra derin kuyuların sondajıyla ilgili teknik zorlukların üstesinden bağımsız olarak geldiğini göstermektedir.

10.000 metre derinlikte sondaj, petrol ve gaz mühendisliği teknolojisinin en zorlu alanlarından biridir ve çok sayıda teknik darboğaz içerir. Aynı zamanda bir ülkenin mühendislik teknolojisi ve ekipman kapasitesinin de önemli bir göstergesidir. Aşırı kuyu içi sıcaklık ve basınç koşullarıyla karşı karşıya kalındığında, yüksek sıcaklığa dayanıklı sondaj sıvıları, yüksek sıcaklığa dayanıklı motorlar ve yönlü sondaj teknolojilerinde önemli ilerlemeler kaydedildi. Ayrıca, karot örnekleme ve kablo loglama ekipmanlarında, 175 MPa kapasiteli ultra yüksek basınçlı kırma kamyonlarında ve kırma sıvısı ekipmanlarında da atılımlar gerçekleştirildi ve bunlar sahada başarıyla test edildi. Bu gelişmeler, ultra derin kuyuların güvenli ve verimli bir şekilde sondajı ve tamamlanması için çeşitli kritik teknolojilerin yaratılmasına yol açtı.

Bu projede kullanılan sondaj sıvısı sisteminde, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamlarına özgü, yüksek sıcaklıklarda mükemmel reolojik özelliklerini koruyan ve ayarlanması ve bakımı kolay olan üstün sıvı kaybı azaltıcılar ve korozyon önleyiciler geliştirilmiştir. Kil kontrol katkı maddeleri ayrıca, ultra yüksek sıcaklık koşullarında kil parçacıklarının susuzlaştırma kapasitesini artırarak sondaj sıvısının uyarlanabilirliğini ve stabilitesini iyileştirmiştir.

Jimusar şeyl petrolü, Çin'in ilk ulusal karasal şeyl petrolü gösteri bölgesidir ve Junggar Havzası'nın doğu kesiminde yer almaktadır. 1.278 kilometrekarelik bir alanı kapsayan bölgenin tahmini kaynak rezervi 1,112 milyar tondur. 2018 yılında Jimusar şeyl petrolünün büyük ölçekli geliştirilmesine başlandı. İlk çeyrekte, Sincan Jimusar Ulusal Karasal Şeyl Petrolü Gösteri Bölgesi 315.000 ton şeyl petrolü üreterek yeni bir tarihi rekor kırdı. Gösteri bölgesi, şeyl petrolü rezervlerini ve üretimini artırmak için çalışmalarını hızlandırıyor ve 2024 yılına kadar 100 sondaj kuyusu ve 110 hidrolik kırma kuyusu tamamlamayı planlıyor.

Şeyl petrolü, şeyl kayasına yapışık veya çatlaklarında bulunan petrol olup, çıkarılması en zor petrol türlerinden biridir. Sincan, geniş keşif ve geliştirme potansiyeline sahip zengin şeyl petrolü kaynaklarına sahiptir. Çin, şeyl petrolü kaynaklarını gelecekteki petrol ikamesi için kilit bir alan olarak belirlemiştir. Sincan Petrol Sahası'ndaki Jiqing Petrol Sahası Operasyon Alanı Jeolojik Araştırma Merkezi'nde yardımcı mühendis olan Wu Chengmei, Jimusar şeyl petrolünün genellikle 3.800 metreden daha derinlerde bulunduğunu açıklıyor. Derin gömülme ve özellikle düşük geçirgenlik, çıkarılmasını bir bileme taşından petrol çıkarmak kadar zorlu hale getiriyor.

Çin'in karasal şeyl petrolü geliştirme çalışmaları genellikle dört büyük zorlukla karşı karşıyadır: Birincisi, petrol nispeten ağırdır ve akışını zorlaştırır; ikincisi, verimli bölgeler küçüktür ve tahmin edilmesi zordur; üçüncüsü, yüksek kil içeriği çatlatmayı zorlaştırır; dördüncüsü, dağılım tutarsızdır ve operasyonları karmaşıklaştırır. Bu faktörler, Çin'de karasal şeyl petrolünün büyük ölçekli ve verimli bir şekilde geliştirilmesini uzun süredir kısıtlamaktadır. Projede, çatlatma geri akış sıvısını arıtmak için, kirliliği azaltmak ve sıvıyı geri dönüştürerek yeniden kullanım için çatlatma sıvısına dönüştürmek amacıyla yeni bir katkı maddesi kullanılmaktadır. Bu yöntem, 2023 yılında dokuz kuyuda test edilmiş ve mükemmel sonuçlar vermiştir. Haziran 2024 itibarıyla, proje yeniden oluşturulan çatlatma sıvısının büyük ölçekli bir çatlatma operasyonunda kullanılmasını planlamaktadır.

Projenin ana oluşumu, suya duyarlı oluşumlar olan kömür damarları, gri ve kahverengi çamurtaşı bölümlerinden oluşmaktadır. Jimusar şeyl petrol bloğunda, ikinci kuyunun açık delik bölümü uzundur ve oluşumun ıslatma süresi uzamıştır. Su bazlı çamur kullanılırsa, çökme ve dengesizlik olasılığı yüksektir, ancak yağ bazlı sondaj sıvıları hidrasyon etkisine neden olmaz. Yağ-su emülsiyonlu sondaj sıvıları, stabil olduklarında da hidrasyon etkisine neden olmaz, bu nedenle yağ bazlı sondaj sıvıları hidrasyon şişme basıncı oluşturmaz. Araştırmalar, çökme önleyici prensip ve önlemlerle birlikte yağ bazlı bir çamur sisteminin benimsenmesine yol açmıştır: 1. Kimyasal inhibisyon: Su fazının oluşuma girişini azaltmak için yağ-su oranının 80:20'nin üzerinde kontrol edilmesi, kömür damarlarının ve suya son derece duyarlı oluşumların şişmesini ve çökmesini etkili bir şekilde önler. 2. Fiziksel tıkanma: Zayıf oluşumlara önceden kalsiyum malzemeleri gibi ağırlıklandırıcı maddeler eklenerek oluşumun basınç taşıma kapasitesi artırılır ve kuyu sızıntısı önlenir. 3. Mekanik destek: Yoğunluğun 1,52 g/cm³'ün üzerinde kontrol edilmesi ve yoğunlaştırma bölümünde yoğunluğun kademeli olarak tasarım limiti olan 1,58 g/cm³'e çıkarılması. Youzhu Şirketi tarafından üretilen ağırlıklandırma maddeleri, istenen etkiyi sağlayarak sondaj ve kuyu tamamlama projelerinin sorunsuz ve başarılı bir şekilde tamamlanmasını garanti eder.