Các trường hợp ứng dụng phụ gia hóa chất mỏ dầu

Năm 2022, trước tác động của đại dịch COVID-19, Trung tâm Quản lý hoàn thiện giếng dầu Tây Bắc đã hoàn thành 24 dự án, bao gồm thiết bị kiểm soát giếng dầu và làm sạch đường ống dầu nặng bị tắc, tiết kiệm chi phí mua sắm 13,683 triệu nhân dân tệ.

Trong quá trình sử dụng ống dẫn dầu, đường kính ống ngày càng bị thu hẹp do tác động của sáp, polyme và muối làm giảm lưu lượng dầu thô và ảnh hưởng đến quá trình sản xuất dầu thô. Vì vậy, các công ty khoan thường làm sạch đường ống mỗi năm một lần. Sau khi xử lý các mối hàn của mối nối ống, cần phải làm sạch đường ống.

Trong điều kiện chung, ống thép dùng làm ống dẫn dầu bị rỉ sét cả mặt trong và mặt ngoài. Nếu không được làm sạch, điều này sẽ làm nhiễm bẩn dầu thủy lực sau khi sử dụng, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các thiết bị thủy lực. Vì vậy, cần phải loại bỏ rỉ sét trên bề mặt bên trong của ống bằng cách rửa bằng axit. Rửa axit cũng có thể loại bỏ rỉ sét trên bề mặt bên ngoài của đường ống, có lợi cho việc phủ sơn chống gỉ lên bề mặt bên ngoài của đường ống, mang lại khả năng chống ăn mòn lâu dài. Rửa axit thường được thực hiện bằng dung dịch axit có nồng độ từ 0% đến 15%. Công ty Youzhu, bằng cách cung cấp các sản phẩm ức chế ăn mòn: UZ CI-180, chất ức chế ăn mòn axit hóa chịu nhiệt độ cao để sử dụng ở mỏ dầu. Trong quá trình axit hóa hoặc tẩy rửa, axit sẽ ăn mòn thép, ở nhiệt độ cao, tốc độ và phạm vi ăn mòn sẽ tăng lên rất nhiều, do đó, trong sản xuất mỏ dầu, việc chống ăn mòn ống nhiệt độ cao là đặc biệt quan trọng, điều này không chỉ liên quan đến lợi ích của việc khai thác mỏ dầu mà còn liên quan mật thiết đến an toàn sản xuất. Mức độ ăn mòn do axit trên đường ống và thiết bị phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, nồng độ axit và điều kiện nhiệt độ, v.v. UZ CI-180 có khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời và ở nhiệt độ lên tới 350°F (180°C), khả năng ăn mòn tác dụng của axit lên thép ở nhiệt độ cao ở đáy giếng có thể giảm đi đáng kể bằng cách thêm UZ CI-180 vào hỗn hợp axit. Youzhu đã nhận được sự công nhận cao từ Trung tâm Quản lý Mỏ dầu Tây Bắc cho các dự án làm sạch đường ống, pha chế dung dịch khoan và bảo trì thiết bị.

Tọa lạc trên đường Dong San ở thành phố Dongying, giếng Fengye 1-10HF là giếng dầu đá phiến nằm ngang đầu tiên vượt qua rào cản chu kỳ khoan 20 ngày, hoàn thành trước 24 ngày so với kế hoạch. Đây là một trong ba khu trình diễn dầu đá phiến quốc gia được Cơ quan Năng lượng Quốc gia phê duyệt và là khu trình diễn quốc gia đầu tiên về dầu đá phiến lưu vực đứt gãy lục địa ở Trung Quốc. Bằng cách hoàn thành giếng trước 24 ngày so với kế hoạch, chi phí đã được tiết kiệm hơn 10 triệu nhân dân tệ.

Do nằm gần một giếng bị nứt gần đó chỉ cách đó 400 mét và gần ranh giới đá sỏi, giếng Fengye 1-10HF phải đối mặt với nguy cơ nước xâm nhập, tràn và thất thoát chất lỏng. Ngoài ra, nhiệt độ cao ở đáy giếng đặt ra thách thức cho nhiều thiết bị khác nhau. Nhóm dự án tập trung vào hỗ trợ công nghệ kỹ thuật và giải quyết các vấn đề công nghệ quan trọng. Họ lần lượt giải quyết những hạn chế như khó khăn trong việc dự đoán các điểm ngọt có tính không đồng nhất mạnh, những hạn chế của thiết bị dưới nhiệt độ và áp suất cao, cũng như sự tồn tại đồng thời của sự mất và dòng dung dịch khoan.

Họ đã phát triển và áp dụng hệ thống bùn tổng hợp để cải thiện tính lưu loát. Trong số này, phụ gia dung dịch khoan hiện tại Phụ gia mất chất lỏng xi măng TF FL WH-1 do Youzhu phát triển có thể tạo thành một lớp màng chất lượng cao trên bề mặt giếng đá phiến, ngăn chặn dịch lọc dung dịch khoan xâm nhập vào hệ tầng, TF FL WH- 1 được thiết kế để sử dụng trong các giếng có nhiệt độ tuần hoàn đáy lỗ (BHCT) trong khoảng 60℉(15,6oC) đến 400℉ (204oC).

TF FL WH-1 cung cấp khả năng kiểm soát thất thoát chất lỏng API dưới 36cc/30 phút đồng thời kiểm soát sự di chuyển khí từ hệ tầng. Nói chung cần có 0,6% đến 2,0% BWOC trong hầu hết các loại bùn. Nó thường được sử dụng với liều lượng dưới 0,8% BWOC, nhờ đó bảo vệ vỉa chứa và ổn định giếng khoan. Điều này bịt kín một cách hiệu quả các lỗ rỗng và vi nứt đá phiến, ngăn chặn dịch lọc dung dịch khoan xâm nhập và giảm sự truyền áp lực lỗ rỗng, tăng cường đáng kể khả năng ức chế của dung dịch khoan.

Kết quả ứng dụng hiện trường cho thấy dung dịch khoan gốc nước hiệu suất cao có tính ức chế cao, tăng tốc độ khoan cơ học, ổn định ở nhiệt độ cao, bảo vệ bể chứa và thân thiện với môi trường.

Vào tháng 2 năm 2022, giếng Bazhong 1HF của Sinopec, nằm trong bể chứa dầu và khí đốt sa thạch ở kênh sông kỷ Jura, đã đề xuất một cách sáng tạo khái niệm thiết kế bẻ gãy "đứt gãy, hấp thụ và tích hợp giếng". Cách tiếp cận này được phát triển để giải quyết các đặc điểm của các hồ chứa sa thạch dày đặc ở kênh sông và hệ số áp suất hình thành cao. Công nghệ bẻ gãy được tối ưu hóa, bao gồm "cắt chặt + cắm và chuyển dòng tạm thời + bổ sung cát cường độ cao + tăng cường hấp thụ dầu", đã nâng cao đáng kể khả năng dòng chảy của dầu khí dưới lòng đất và thiết lập một mô hình bẻ gãy mới, cung cấp tài liệu tham khảo cho các dự án lớn. nứt gãy quy mô giếng ngang.

Phụ gia mất chất lỏng ở nhiệt độ cao, chất bịt kín chống sập ở nhiệt độ cao và bộ điều chỉnh loại dòng chảy ở nhiệt độ cao trong chất lỏng bẻ gãy của Youzhuo khắc phục các thách thức về áp suất và mất chất lỏng do áp suất lỗ rỗng hình thành, ứng suất của giếng và độ bền của đá. Công nghệ cắm gel đặc biệt, bắt nguồn từ Đại học Dầu khí Tây Nam, cho phép gel đặc biệt tự động ngừng chảy sau khi đi vào lớp tổn thất, lấp đầy các vết nứt và khoảng trống, tạo thành một "nút gel" giúp cách ly chất lỏng hình thành bên trong với chất lỏng giếng khoan. Công nghệ này có hiệu quả cao đối với sự rò rỉ nghiêm trọng ở các cấu trúc bị nứt, xốp và bị vỡ với sự thất thoát chất lỏng đáng kể và lượng hồi lưu tối thiểu.

Vào lúc 11:46 sáng ngày 30 tháng 5 năm 2023, mỏ dầu Tarim của Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Trung Quốc (CNPC) đã bắt đầu khoan tại giếng Shendi Teke 1, báo hiệu sự khởi đầu của hành trình khám phá khoa học địa chất và kỹ thuật cực sâu ở độ sâu đạt tới 10.000 mét. Điều này đánh dấu một thời khắc lịch sử đối với ngành kỹ thuật lòng đất sâu của Trung Quốc, đánh dấu bước đột phá lớn trong công nghệ thăm dò lòng đất sâu của nước này và sự khởi đầu của “kỷ nguyên 10.000 mét” về khả năng khoan.

Giếng Shendi Teke 1 nằm ở huyện Shaya, tỉnh Aksu, Tân Cương, ở trung tâm sa mạc Taklamakan. Đây là một "dự án lòng đất sâu" quan trọng của CNPC tại mỏ dầu Tarim, liền kề với khu vực dầu khí siêu sâu Fuman, có độ sâu 8.000 mét và trữ lượng một tỷ tấn. Giếng có độ sâu thiết kế là 11.100 mét và thời gian khoan và hoàn thành dự kiến ​​là 457 ngày. Vào ngày 4 tháng 3 năm 2024, độ sâu khoan của Shendi Teke 1 đã vượt quá 10.000 mét, trở thành giếng thẳng đứng thứ hai trên thế giới và đầu tiên ở châu Á vượt qua độ sâu này. Cột mốc quan trọng này cho thấy Trung Quốc đã độc lập vượt qua những thách thức kỹ thuật liên quan đến việc khoan các giếng cực sâu ở quy mô này.

Khoan ở độ sâu 10.000 mét là một trong những lĩnh vực thách thức nhất trong công nghệ kỹ thuật dầu khí, với nhiều nút thắt kỹ thuật. Nó cũng là một chỉ số quan trọng về khả năng công nghệ và thiết bị kỹ thuật của một quốc gia. Đối mặt với điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao, những tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong dung dịch khoan nhiệt độ cao, động cơ chịu nhiệt độ cao và công nghệ khoan định hướng. Ngoài ra còn có những đột phá về thiết bị lấy mẫu lõi và khai thác cáp, xe tải bẻ gãy áp suất cực cao công suất 175 MPa và thiết bị chất lỏng bẻ gãy đã được thử nghiệm thành công tại chỗ. Những phát triển này đã dẫn đến việc tạo ra một số công nghệ quan trọng để khoan và hoàn thiện các giếng siêu sâu một cách an toàn và hiệu quả.

Trong hệ thống dung dịch khoan được sử dụng trong dự án này, các môi trường áp suất cao, nhiệt độ cao cụ thể đã được giải quyết bằng sự phát triển các chất giảm thất thoát chất lỏng và chất ức chế ăn mòn ưu việt giúp duy trì các đặc tính lưu biến tuyệt vời ở nhiệt độ cao, đồng thời dễ điều chỉnh và bảo trì. Phụ gia kiểm soát đất sét cũng tăng cường khả năng khử nước của các hạt đất sét trong điều kiện nhiệt độ cực cao, cải thiện khả năng thích ứng và tính ổn định của dung dịch khoan.

Dầu đá phiến Jimusar là khu trình diễn dầu đá phiến trên cạn cấp quốc gia đầu tiên của Trung Quốc, nằm ở phía đông lưu vực Junggar. Nó có diện tích 1.278 km2 và trữ lượng tài nguyên ước tính là 1,112 tỷ tấn. Năm 2018, việc phát triển dầu đá phiến Jimusar quy mô lớn bắt đầu. Trong quý đầu tiên, Khu trình diễn dầu đá phiến trên mặt đất quốc gia Jimusar Tân Cương đã sản xuất 315.000 tấn dầu đá phiến, lập kỷ lục lịch sử mới. Khu vực trình diễn đang đẩy nhanh nỗ lực tăng trữ lượng và sản xuất dầu đá phiến, với kế hoạch hoàn thành 100 giếng khoan và 110 giếng nứt gãy vào năm 2024.

Dầu đá phiến, là loại dầu gắn vào đá phiến hoặc trong các khe nứt của nó, là một trong những loại dầu khó khai thác nhất. Tân Cương có nguồn tài nguyên dầu đá phiến phong phú với nhiều triển vọng thăm dò và phát triển. Trung Quốc đã xác định tài nguyên dầu đá phiến là lĩnh vực quan trọng để thay thế dầu trong tương lai. Wu Chengmei, kỹ sư cấp hai tại Trung tâm nghiên cứu địa chất của Khu vực khai thác mỏ dầu Jiqing ở mỏ dầu Tân Cương, giải thích rằng dầu đá phiến Jimusar thường được chôn sâu hơn 3.800 mét dưới lòng đất. Việc chôn sâu và độ thấm đặc biệt thấp khiến cho việc khai thác trở nên khó khăn như việc chiết dầu từ đá mài.

Việc phát triển dầu đá phiến trên đất liền của Trung Quốc nhìn chung phải đối mặt với bốn thách thức lớn: thứ nhất, dầu tương đối nặng nên khó di chuyển; thứ hai, điểm ngọt rất nhỏ và khó dự đoán; thứ ba, hàm lượng sét cao khiến việc bẻ gãy trở nên khó khăn; thứ tư, việc phân phối không nhất quán, hoạt động phức tạp. Những yếu tố này từ lâu đã hạn chế sự phát triển quy mô lớn và hiệu quả của dầu đá phiến trên đất liền ở Trung Quốc. Trong dự án, để xử lý chất lỏng chảy ngược vết nứt, một chất phụ gia mới được sử dụng để giảm ô nhiễm và tái chế chất lỏng, biến nó trở lại thành chất lỏng nứt gãy để tái sử dụng. Phương pháp này đã được thử nghiệm trên chín giếng vào năm 2023 với kết quả xuất sắc. Kể từ tháng 6 năm 2024, dự án có kế hoạch sử dụng chất lỏng bẻ gãy hoàn nguyên trong hoạt động bẻ gãy quy mô lớn.

Cấu tạo chính của dự án bao gồm các vỉa than, các phần đá bùn màu xám và nâu, là các thành tạo nhạy cảm với nước. Trong khối dầu đá phiến Jimusar, phần lỗ mở của giếng thứ hai dài và thời gian ngâm hình thành được kéo dài. Nếu sử dụng bùn gốc nước thì có khả năng xảy ra sụp đổ và mất ổn định, nhưng dung dịch khoan gốc dầu không gây ra tác dụng hydrat hóa. Dung dịch khoan nhũ tương dầu trong nước khi ổn định cũng không gây ra tác dụng hydrat hóa, do đó dung dịch khoan gốc dầu không tạo ra áp suất trương nở hydrat hóa. Nghiên cứu đã dẫn đến việc áp dụng hệ thống bùn gốc dầu, với nguyên tắc và biện pháp chống sụp đổ như sau: 1. Ức chế hóa học: Kiểm soát tỷ lệ dầu-nước trên 80:20 để giảm sự xâm nhập của pha nước vào thành hệ, ngăn chặn hiệu quả sự trương nở và sụp đổ của các vỉa than và các thành tạo rất nhạy cảm với nước. 2. Bịt kín vật lý: Bổ sung trước các tác nhân tạo trọng lượng như vật liệu canxi ở các thành hệ yếu để tăng cường khả năng chịu áp lực thành hệ và chống rò rỉ giếng. 3. Hỗ trợ cơ học: Kiểm soát mật độ trên 1,52g/cm³, tăng dần mật độ đến giới hạn thiết kế 1,58g/cm³ ở phần xây dựng. Chất tạo trọng lượng do Công ty Youzhu sản xuất có thể đạt được hiệu quả như mong muốn, đảm bảo hoàn thành suôn sẻ và thành công các dự án khoan và hoàn thiện giếng.