کدام افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک، نتایج تحریک میدان نفتی را بهینه می‌کنند؟

عملکردهای اصلی افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک

کنترل رئولوژی و کارایی حمل و نقل: عوامل ضد حباب، کاهنده‌های اصطکاک و اسیدها

افزودنی‌هایی که در حین شکست هیدرولیکی و تحریک مخزن استفاده می‌شوند، به تنظیم جریان سیالات کمک می‌کنند تا مواد پروپانت بتوانند از طریق آن عبور کرده و در محل مورد نظر ته‌نشین شوند. ضدکف‌ها گازهای به دام افتاده در سیالات کف‌شده را از بین می‌برند که باعث بازگشت حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد از بازده پمپ می‌شود که در اثر مشکلات کاویتاسیون ناشی از کف از دست رفته بود. کاهنده‌های اصطکاک در کاهش افت فشار داخل لوله‌ها بسیار مؤثر هستند. این مواد می‌توانند افت فشار را تا ۷۰ درصد کاهش دهند که به این معناست که اپراتورها می‌توانند بدون نیاز به تجهیزات جدید، سیال بیشتری تزریق کنند. در مورد اسیدها مانند اسید کلریدریک یا ترکیبات مختلف آلی، این مواد برای تمیز کردن آسیب‌های اطراف ناحیه چاه به کار می‌روند. اما تنظیم دقیق غلظت بسیار مهم است، زیرا اگر مقدار اسید خیلی زیاد باشد، ممکن است موادی را حل کند که نباید حل شوند یا رسوبات ناخواسته ایجاد کند. دستیابی به سطح مناسب ویسکوزیته کاملاً به یافتن نقطه بهینه بستگی دارد. اگر سیال خیلی loh باشد، پروپانت‌ها خیلی زود ته‌نشین می‌شوند. اما اگر خیلی غلیظ باشد، سیستم به انرژی بسیار بیشتری نیاز داشته و پیچیدگی ترک‌ها را محدود می‌کند. بررسی نتایج واقعی از میدان‌ها نشان می‌دهد که مهندسی مناسب سیال تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند. سیستم‌هایی که به درستی طراحی شده‌اند، معمولاً پروپانت‌ها را بهتر در شبکه‌های ترک‌های پیچیده با شاخه‌های متعدد پخش می‌کنند و گاهی توزیع را تا حدود ۴۰ درصد بهبود می‌بخشند، همان‌طور که در عمل مشاهده شده است.

پایداری شیمیایی و سازگاری با سازند: معیارهای کلیدی انتخاب

عملکرد افزودنی‌ها به پایداری شیمیایی آنها در شرایط چاهین — به‌ویژه دما، شوری و pH — بستگی دارد. تخریب حرارتی در دمای بالای 300 درجه فارنهایت (149 درجه سلسیوس) می‌تواند کاهنده‌های اصطکاک را در عرض چند ساعت غیرفعال کند، در حالی که عدم سازگاری با pH باعث تسریع خوردگی و تشکیل رسوب می‌شود. کانی‌شناسی سازند تعیین‌کننده میزان ریسک است:

اپراتورها به افزودنی‌هایی که در شیب‌های واقعی مخزن مورد تأیید قرار گرفته‌اند، اولویت می‌دهند. به عنوان مثال، باید پایدارکننده‌های رس در برابر شسته شدن در حین جریان معکوس مقاوم باشند تا نفوذپذیری حفظ شود. فرمولاسیون‌های شیمیایی پایدار، در آزمایش‌های میدانی منجر به کاهش ۲۲٪ افت تولید پس از تحریک نسبت به گزینه‌های متداول شده‌اند.

افزودنی‌های هدفمند ترک‌زدن و تحریک مخزن

بهینه‌سازی شیمیایی مختص سازند، پایه و اساس تحریک مؤثر مخزن است. افزودنی‌های ترک‌زدن و تحریک نه تنها برای عملکرد بلکه برای سازگاری طراحی شده‌اند تا آسیب ثانویه را به حداقل رسانده و هدایت الکتریکی را به حداکثر برسانند.

سازندهای کربناتی: مخلوط‌های اسیدی و بهینه‌سازی سینتیک انحلال

مخازن کربناتی به سیستم‌های اسیدی نیاز دارند که بین انحلال قوی و سینتیک واکنش کنترل‌شده تعادل برقرار کنند. مخلوط‌های اسید کلریدریک (۱۵ تا ۲۸٪) غالب هستند، اما واکنش سریع آن‌ها مستلزم استفاده از مواد کندکننده برای نفوذ عمیق‌تر است. بهینه‌سازی شامل موارد زیر می‌شود:

• عامل‌های ژله‌کننده اسید , که از دست‌رفت مایع کم می‌کنند و گسترش ترک‌ها را بهبود می‌بخشند؛
• مهارکننده‌های شیمیایی , که سرعت واکنش را در دمای 300°F (149°C) به میزان 40 تا 60 درصد کاهش می‌دهند؛
• عوامل منحرف‌کننده , که پوشش یکنواخت در مناطق ناهمگن را تضمین می‌کنند.

مصرف زودهنگام اسید همچنان یک خطر بحرانی است — به‌ویژه در دولومیت با دمای بالا، که در آن سرعت واکنش به‌صورت نمایی بالاتر از دمای 250°F (121°C) افزایش می‌یابد. سیستم‌های اسید مهارشده و امولسیونی عمق نفوذ مؤثر را نسبت به روش‌های متداول 30 تا 45 درصد افزایش می‌دهند.

formationهای ماسه‌سنگی: پایدارکننده‌های رس، کنترل آهن و کاهش جابه‌جایی ذرات ریز

تهییج formationهای ماسه‌سنگی نیازمند کاهش دقیق حساسیت مواد معدنی است. پایدارکننده‌های رس از کاهش نفوذپذیری ناشی از متورم‌شدن جلوگیری می‌کنند؛ افزودنی‌های کنترل آهن از تشکیل رسوب هیدروکسید فریک در تماس با اسید جلوگیری می‌کنند؛ و سورفکتانت‌های کنترل ذرات ریز از حرکت ذرات جلوگیری می‌کنند. راهکارهای پیشرو شامل:

• پایدارکننده‌های آمین چهارتایی , که بستن دائمی رس را بدون آسیب به هدایت الکتریکی فراهم می‌کنند؛
• عوامل کاهنده ، حفظ غلظت آهن محلول در سطح پایین‌تر از 5 قسمت در میلیون در طول فرآیند بازگشت جریان؛
• سورفکتانت‌های کنترل ذرات ریز ، کاهش مهاجرت تا 80 درصد در چاه‌های با سرعت بالا.

این اقدامات به‌طور مستقیم به کاهش ثانویه تخریب مخزن — علت اصلی کاهش عملکرد پس از تحریک — می‌پردازند. بسته‌های شیمیایی بهینه‌شده، نرخ تولید را تا 25 درصد در ماسه‌سندهای با میزان بالای ایلایت افزایش می‌دهند.

افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک با عملکرد بالا برای شرایط دشوار

پایداری دما و فشار بالا (HP/HT): حدود تجزیه حرارتی کاهنده‌های اصطکاک و عوامل منحرف‌کننده

هنگام کار با چاه‌های فشار بالا و دمای بالا (HP/HT) که دمای آن‌ها از ۳۰۰ درجه فارنهایت بیشتر است، مواد افزودنی تمایل دارند خیلی سریع تجزیه شوند که این امر هدایت ترک را حدود ۴۰ درصد کاهش می‌دهد. پلیمرهای مصنوعی که به عنوان کاهنده اصطکاک استفاده می‌شوند، پس از رسیدن دما به نقاط خاصی شروع به از دست دادن ویسکوزیته می‌کنند و این امر باعث می‌شود اپراتورها مجبور شوند فشار پمپ را افزایش دهند و طراحی تیمارهای مؤثر را دشوارتر می‌کند. عوامل انحراف‌دهنده نیز چالش دیگری هستند، به ویژه ذرات قابل تجزیه زیستی که باید پایدار بمانند تا جداسازی مناسب منطقه‌ای حاصل شود. امروزه اکثر اپراتورها خواهان مواد افزودنی هستند که بر اساس استانداردهای API RP 19D آزمایش شده‌اند. کره‌های سرامیکی میکروسکوپی همراه با مواد فعال سطحی مقاوم در برابر حرارت، عملکردی حدود ۹۵ درصدی حتی در شرایط ۳۵۰ درجه فارنهایت و ۱۵ هزار psi در میدان پرمیان نشان داده‌اند، هرچند نتایج ممکن است بسته به شرایط خاص چاه و روش‌های کاربرد متفاوت باشد.

سیستم‌های اسکلیکواتر: مقایسه کاهنده‌های اصطکاک پلیمری و غیرپلیمری در کاربردهای میدانی

موفقیت شکست هیدرولیکی با آب سبک به شدت به کاهش اصطکاک بستگی دارد تا اپراتورها بتوانند نرخ‌های تزریق بالای ۱۰۰ بشکه در دقیقه را حفظ کنند. کاهنده‌های اصطکاک مبتنی بر پلی‌آکریلامید سنتی حدود ۷۰ درصد از مقاومت را کاهش می‌دهند، اما یک مشکل وجود دارد. این محصولات تمایل دارند باقیمانده‌های پلیمری در مخلوط مواد شکست‌دهنده (پراپانت) برجای بگذارند که در نهایت عبور سیالات را دشوارتر می‌کند. برخی از گزینه‌های جدیدتر غیرپلیمری مانند سیستم‌های سورفکتانت پیشرفته امیدوارکننده به نظر می‌رسند. این مواد باعث مشکل آسیب به مخزن نمی‌شوند و همچنان طبق آزمایش‌های انجام‌شده در منطقه شیلی ایگل فورد، به حدود ۶۵ تا شاید ۶۸ درصد کاهش اصطکاک دست می‌یابند. البته این گزینه‌ها در ابتدا هر گالن قیمت بیشتری دارند، اما در نگاه کلی و در طول زمان، شرکت‌ها متوجه شده‌اند که نیاز به تصفیه آب برگشتی حدود ۳۰ درصد کمتر است. این امر در بلندمدت صرفه‌جویی در هزینه به همراه دارد، چرا که چاه‌ها به مدت طولانی‌تری بدون وقفه برای تعمیر و نگهداری یا تمیزکاری، بهره‌وری خود را حفظ می‌کنند.

پایداری و کارایی: افزودنی‌های نسل جدید شکست هیدرولیکی و تحریک مخازن

افزودنی‌های بهینه‌شده برای محیط زیست: قابلیت تجزیه بیولوژیکی، سمیت و معاوضات عملکرد بازگشت سیال

نسل جدید افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک محیط زیست دوست، به اپراتورها کمک می‌کند تا بدون آسیب به عملکرد چاه در عمق، سبزتر عمل کنند. بیشتر محصولات مدرن حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد طی مدت تقریباً یک ماه بر اساس استانداردهای OECD 301B تجزیه می‌شوند و همچنان حتی در شرایط غلظت بالای نمک و دمای بالا عملکرد مناسبی دارند. با این حال همواره تعادلی بین این عوامل وجود دارد. نسخه‌های کم‌سمیت‌تر تمایل دارند حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد کندتر شروع به جریان معکوس کنند، زیرا برهمکنش‌های سطحی آن‌ها تغییر می‌کند. با تنظیم صحیح فرمولاسیون، این افزودنی‌ها خطر آلودگی آب شیرین را تقریباً ۴۰ درصد کاهش می‌دهند و در عین حال اجازه می‌دهند مواد پروپانت (propant) به خوبی از طریق ترک‌ها حرکت کنند. شرکت‌ها هنگام توسعه محصولات جدید شروع به بررسی چرخه حیات کامل محصول کرده‌اند، اما نتایج واقعی ممکن است بسته به عوامل خاص هر مخزن از جمله دمای آن، نوع نمک‌های موجود و نوع سنگ، تفاوت قابل توجهی داشته باشد.

بهبود بازیابی سیال: امولسیفایرها و بازیاب‌های تراوایی برای کاهش اشباع به دام افتاده

انواع جدیدی از عوامل امولسیون‌کننده همراه با بازیابنده‌های نفوذپذیری در مقیاس نانو، تأثیر واقعی در مقدار سیال بازیابی‌شده از چاه‌ها داشته‌اند و مشکلات ناشی از اشباع به دام افتاده را کاهش می‌دهند. این عوامل امولسیون‌کننده با کاهش کشش در مرز تماس سیالات شکست هیدرولیکی و هیدروکربن‌های موجود درون سازندهای سنگی عمل می‌کنند. آزمایش‌های میدانی نشان می‌دهند که این روش می‌تواند نرخ بازگشت جریان را در مخازن ماسه‌سنگی فشرده به میزان ۲۵ تا ۳۰ درصد افزایش دهد. در همین حال، بازیابنده‌های نفوذپذیری از مشکلاتی مانند متورم شدن رس‌ها و حرکت ذرات ریز درون سازنده جلوگیری می‌کنند و بیش از ۹۰ درصد از نفوذپذیری اولیه را پس از عملیات تحریک حفظ می‌کنند. هنگامی که این فناوری‌ها در سیستم‌های یکپارچه استفاده می‌شوند، معمولاً میزان سیال بازگشتی حدود یک‌ و نیم برابر روش‌های سنتی است. صرفه‌جویی در ه chiزینه‌ها نیز قابل توجه است و هزینه‌های دفع آب به میزان حدود پنجاه سنت در بشکه کاهش می‌یابد. این امر علاوه بر بهبود عملکرد عملیاتی، به محیط زیست نیز کمک می‌کند، چرا که نیاز به آب تازه کمتر شده و در نتیجه حجم پسماند کلی کاهش می‌یابد.

سوالات متداول

عملکرد اصلی افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک چاه چیست؟

افزودنی‌های شکست هیدرولیکی و تحریک عمدتاً برای کنترل رئولوژی، بهبود بازده حمل و نقل، پایداری شیمیایی و سازگاری با سازند در شرایط دشوار زیرزمینی استفاده می‌شوند. این مواد به بهینه‌سازی جریان سیال، بهبود توزیع مواد پروپانت و جلوگیری از آسیب ثانویه به سازند کمک می‌کنند.

کاهنده‌های اصطکاک چگونه کار می‌کنند؟

کاهنده‌های اصطکاک با کاهش افت فشار درون لوله، از اتلاف فشار جلوگیری کرده و بازده تزریق سیال را افزایش می‌دهند. این مواد در سیستم‌های آب لغزنده و همچنین کاربردهای دمای بالا ضروری هستند.

بهینه‌سازی شیمیایی اختصاصی سازند چرا مهم است؟

بهینه‌سازی شیمیایی اختصاصی سازند، سازگاری با شرایط مخزن را تضمین کرده تا هدایت الکتریکی بیشینه شده و آسیب ثانویه به حداقل برسد و در نتیجه عملکرد کلی چاه بهبود یابد.

افزودنی‌های بهینه‌سازی‌شده اکولوژیک چیستند؟

افزودنی‌های بهینه‌سازی‌شده از نظر اکولوژیک، گزینه‌های دوستدار محیط زیست هستند که به منظور کاهش سمیت و بهبود تجزیه‌پذیری زیستی طراحی شده‌اند و در عین حال عملکرد مؤثر چاه را حفظ می‌کنند.