Тесу сұйықтығы қоспалары: Өнімділікті арттыру

Теріс сұйықтық қоспалары мен олардың негізгі қызметтерін түсіну

Ұңғыма тұрақтылығы, қиындыларды тасымалдау және қысымды реттеу саласындағы теріс сұйықтықтардың маңызды рөлі

Тесік жұмысы кезінде сорғылау сұйықтығы адам денесіндегі қан сияқты рөл атқарады. Ол үш негізгі міндетті орындай отырып, тесіктің тереңдігінде тұрақтылықты сақтайды. Біріншіден, біз тереңдеген сайын әрбір фут сайын шамамен жарты мен бір фунт аралығындағы қысым жасап, жер астындағы тау жыныстарынан келетін қысымды ұстап тұрады. Екіншіден, бұл сұйықтықтар тесілген тау жыныстарының кішкентай үгінділерін беткейге өте жылдам тасиды, тік бағытта тесу кезінде кейде минутына 120 футтан асатын жылдамдыққа жетеді. Үшіншіден, олар тесік қабырғаларында сұйықтықтың қоршаған жыныстарға тым көп сіңіп кетуін тоқтататын жұқа қабат түзеді. Өткен жылы жасалған соңғы зерттеуде қызықты нәтиже алынды. Компаниялар сорғылау сұйықтығы жүйесін дұрыс баптаған кезде, қоспаларды дұрыс жасамаған кездегіге қарағанда қабаттардың тұрақсыздық проблемалары шамамен үштен бір бөлігіне дейін азаяды. Бұл логикалық, себебі мұны дұрыс емес орындау уақыт пен ақшаға үлкен шығын әкелуі мүмкін.

Қоспалар күрделі тесу ортасында негізгі сұйықтықтың жұмыс істеуін қалай жақсартады

Қоспалар өте қатаң жағдайларға шыдай алатын инженерлік шешімдерге дәстүрлі тесу сұйықтарын түрлендіреді:

• Синтетикалық полимерлер жоғары өткізгіштік аймақтарында сұйықтың жоғалуын бақылауды жақсартады
• Температураға төзімді сұйылтқыштар бағытталған ұңғымаларда ыңғайлықты 18–22% азайтады
• Наноөлшемді материалдар суға сезімтал сланцтардағы тежеуді жақсартады

Бұл жақсартулар өзгертілмеген сұйықтар 24–48 сағат ішінде ыдырайтын қатаң орталарда маңызды рөл атқарады.

Тесу сұйықтарының негізгі қоспа түрлері мен негізгі мақсаттары

Тренд: Терең сулы және ЖҚБҚ (жоғары қысым, жоғары температура) ұңғымаларда көпфункционалды қоспаларға деген сұраныстың өсуі

Көмірек 15 000 футтан асатын ұңғымаларды бұрғылау кезінде жыл бойы шамамен 25 пайызға артық мультифункционалды қоспалар қолданылды. Бұл жаңа құрамдардың ерекшелігі — бір уақытта бірнеше қиыншылықтарды шешу қабілетінде. Олар температура шамамен 400 градус Фаренгейтке жеткен кезде тіпті 30 минут ішінде сұйықтық шығынын әдетте 4 мл-ден төмен ұстайды. Сонымен қатар, олар мәселер туғызбай-ақ тұзды су қабаттарымен жақсы жұмыс істейді және бұрғылау құбырларының коррозиядан қорғалуына көмектеседі. Операторлар үшін бұл сайтта сақталатын химикаттардың саны азаяды, бұл кеңістікті және ақшаны үнемдейді. Сонымен қатар, соңғы жылдарығы өнеркәсіп басшылықтарындағы сұйықтықтар туралы соңғы бағдарламаларға сәйкес әр жыл сайын қатаңдап отыратын экологиялық нормаларға сай келуге көмектеседі.

Негізгі қоспа түрлері: Сұйықтық шығынын бақылау және реологиялық өзгерту

Сұйықтық шығынын бақылау агенттері: Целлюлоза мен синтетикалық полимерлердің көмегімен қабат зақымдануын болдырмау

Сұйықтың жоғалуын бақылау агенттері фильтраттың ластанған тау жыныстарына түсуіне кедергі болады, бұл скважинаның тұрақтылығын сақтайды және қабат өнімділігін қамтамасыз етеді. Зерттеулер карбоксиметилцеллюлоза (CMC) сияқты целлюлоза туындылары ескі қоспалармен салыстырғанда фильтрация жылдамдығын 38%-дан 52%-ға дейін төмендетуі мүмкін екенін көрсетеді. Екінші нұсқа ретінде полиионды целлюлоза (PAC) қолданылады, ол түбегейімен өткізгіштігі жоқ өте жұқа сүзгіштік қабаттар түзеді. Бұл PAC-ты реактивті сланец формациялары бар аймақтарда ерекше тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Осы полимер материалдардың дұрыс қоспасы құрделердің жарамды сұйықтық қасиеттері мен тиісті ағызу сипаттамаларын сақтай отырып, бұрғылау сұйығының тұтастығын қамтамасыз етеді. Әрине, нақты өріс жағдайларына байланысты осы «тиімді нүктені» табу үшін біраз сынап көру қажет.

Реологиялық модификаторлар: Түйіршіктерді тасымалдаудың тиімділігі үшін тұтқырлық пен гельдің беріктігін оптимизациялау

Реологиялық модификаторлар сұйықтықтардың кернеу әсерінде қалай әрекет ететінін реттейді, вертикальды бұрғылау бөліктерінде үгінділердің ілуін қамтамасыз етеді және көлбеу қазбаларда олардың түсіп қалуын болдырмауға көмектеседі. LinkedIn деректеріне сәйкес, бұл қоспалар барлық мұнай өндіру химикаттарының шамамен 26,6% құрайды. Ксантан гелі мен әртүрлі синтетикалық тұтқырлық арттырғыш заттар бұрғылаушыларға операциялар кезінде пластикалық тұтқырлық пен ағу нүктелерін нақты бақылауға мүмкіндік береді. Бірақ осы заттардың мөлшерін асыра пайдалану кезінде проблема туындайды. Артық мөлшерде өте мықты гельдер түзіледі, бұл түптік тесікте проблемаларға әкелуі мүмкін. Көбінесе өндірушілер тіпті тұтқырып алу оқиғаларын болдырмау үшін судағы жүйелерде 2,5% көлемнен төмен концентрацияларды қолданады, олардың ешкім жұмыстың ортасында кездестіргісі келмейді.

Зерттеу жағдайы: Дәлме-дәл сұйықтық жоғалту қоспаларын қолдану арқылы сүзгі қабығының қалыңдығын 40% азайту

Мексика көлінің жоғары қысымды, жоғары температуралы карбонатты қабатында бентонитті целлюлоза-кремний нанокомпозитімен ауыстыру сүзгі қабығының қалыңдығын 40% азайтты. Бұл жақсарту түзілістің зақымдануын минималдандырды және өндіру қарқынын 18% арттырды, қиын орталардағы сұйық шығынын бақылаудың алдыңғы қатарлық маңызын көрсетті.

Түптік қауіптерден сақтану үшін қоспалардың концентрациясын тепе-теңдікте ұстау, мысалы, гельдің жоғары беріктігі

Тым көп реологиялық модификаторлар жиі гельдің беріктігі 25 фунт/100 квадрат футтан жоғары болатын тұрақсыз бұрғылау сұйықтарына әкеледі, бұл операциялар кезінде айналдыру моменті мен сүйрету мәселелері үшін жағдайды нашарлатады. Нақты өндірістік есептерге назар аударсақ, полимерлік қоспаның мөлшерін тек 0,5 пайызға арттыру құбырлардың жабысып қалу ықтималдығын шамамен он екі пайызға арттырады. Сондықтан көптеген тәжірибелі бұрғышылар терең жерлердегі жағдайлар өзгерсе де, тұтқырлық деңгейін 45-60 сантипуаз аралығында ұстау үшін және гельдің беріктігі 15 фунт/100 квадрат футтан төмен болуын қамтамасыз ету үшін нақты уақыт режиміндегі вискозиметрлерге сүйенеді. Бұл параметрлерді ұстау түптік температураның тербелісіне байланысты ерекше қиынға соғады, сондықтан операцияның барлық кезеңінде тұрақты бақылау мен түзетулер жасау қажет.

Тығыздықты басқару және майлау: Салмақтандырғыш заттар мен эмульгаторлар

Барит пен Гематит: Гидростатикалық қысымды басқару үшін дұрыс салмақтандырғыш затты таңдау

Түрпілердің қысымын басқару үшін операциялар кезінде жеткілікті тығыздыққа ие болу үшін тесік тесу сұйықтарына салмақтандырғыш агенттер қажет. Бариттің меншікті салмағы шамамен 4,2-ге тең және ол елеулі реакция бермейтіндігі үшін, құнын төмендетіп, негізгі таңдау болып табылады. Кеңістік шектеулі болатын өте терең ұңғымаларда жұмыс істеген кезде операторлар жиі 5,2-ге жуық жоғарырақ меншікті салмаққа ие гематитке ауысады. Бұл оларға кішірек көлемге көбірек тығыздықты енгізу мүмкіндігін береді. 2024 жылы Мексика шайындағы соңғы жобаны мысалға алсақ — экипажтар бариттен гематитке ауысқан кезде, маңызды 19,2 фунт/галлондық саздың салмағын сақтай отырып, жалпы сұйық көлемін шамамен 18,7 пайызға қысқартты. Өткен жылы Ponemon хабарламасына сәйкес, қалдықтарды тасымалдау шығындары шамамен 740 мың долларға дейін төмендегендіктен, үнемдеу де елеулі болды. Сонымен қатар, бөлшектердің өлшемдерінің дұрыс қоспасы да өте маңызды, себебі бөлшектердің біркелкі таралмауы ұңғыма осьінің көлбеу бөліктерінде тұнба түсуі сияқты мәселелерге әкеледі.

Зерттеу жағдайы: Нақты тығыздықпен басқару арқылы жоғары қысымды аймақтардағы соққыларды болдырмау

Пермия ойысындағы Вулфкамп сланцын өңдеушілер тікелей тығыздықты бақылау мен автоматты қоспа енгізу жүйелерін қолдана бастағаннан бері ерекше нәтижелерге қол жеткізді. Бұл тәсіл олардың жоғары қысымды, жоғары температуралы 12 ұңғымасында газдың тарамдалуын толығымен тоқтатты. Саңылау сұйығының тығыздығын мақсатты мәннің шамамен 0,3 фунт/галлон шегінде ұстау өрістік есептерге сәйкес сұйық шығынын үштен бір бөлігіне дейін азайтты. Бұл жұмыстың нәтижелі болуының кілті неде? Әрине, бариттің тұнбаға түсуін болдырмау үшін оларға қуатты жоғары қысымды араластырғыштар қажет болды. Сонымен қатар, өлшеуіштер де 0,05 фунт/галлон айырмашылықты дәл өлшей алатындай дәлдікке ие болуы керек еді. Қызықтырып отырғаны, кейбір командалар қысымның өзгерістері мәселеге айналмас бұрын оны болжау үшін нейрондық желілердің моделін зерттеп үйренуде.

Эмульгаторлар мен қайнарлар: Бағытталған ұңғымалардағы бұрғылау жолақтарының өнімділігін арттыру

Күрделі бұрғылау жолақтарын майлауда маңызды рөл атқаратын тұрақты май-су эмульсияларын алу үшін алдыңғы қатарлы эмульгатор технологиясы қолданылады (40°/100 футтан астам бұрыштарда). Синтетикалық майлар S-тәрізді ұңғымалар профилінде минералды майлармен салыстырғанда иілу моментін 40% дейін төмендеткені көрсетілді. Негізгі таңдау критерийлері:

Стратегия: Иілу мен сүйретуді төмендету кезінде эмульсия тұрақтылығын сақтау

Жақсы эмульсиялық тұрақтылық шынымен май мен судың қатынасын 70/30 шамасында ұстауға және ысыру күштеріне шыдай алатын полимерлерді қолдануға байланысты. 2023 жылы Баккен орнында жүргізілген кейбір зерттеулер қызықты нәтиже көрсетті — егер осы ерекше цвиттерионды сұйылтқыштарды қолданылса, момент шамамен 18% төмендейді. Осы сұйылтқыштар түптік температураның өзгеруіне өте жақсы бейімделетін сияқты, сондықтан олар өте құнды болып табылады. Күнделікті операциялар үшін өндірістегі инженерлер тәулігіне таңертең электрлік тұрақтылықты тексереді, көрсеткіш 400 вольттан жоғары болуы керек. Сонымен қатар, тұзды фазадағы кальций хлорид деңгейіне назар аудару қажет, идеалды түрде оны 25%-дан төмен ұстау керек. Сондай-ақ, колоннаны түсіру немесе көтеру операциялары кезінде полимерлі стабилизаторларды ұмытпау керек. Олар қиын жағдайларда эмульсияны тұрақты ұстап тұруда айтарлықтай айырмашылық жасайды.

Кен орындарының бүтіндігін қорғау: Коррозияны тежеушілер мен циркуляцияны жоғалту материалдары

Коррозияға қарсы ингибиторлар: Агрессивті орталардағы бұрғылау және қораптарды қорғау

Коррозияға қарсы ингибиторлар арқасында металдағы бөлшектер қышқыл газдардан, тұзды су заттарынан және сутегі сульфидінен сияқты зиянды заттардан қорғалады. Бұл ингибиторлар молекулалық деңгейде бұрғылау және қораптарды қаптайды, нәтижесінде тот басу жылдамдығы едәуір төмендейді — нақты айтқанда, біз бұрғылайтын ыстық ұңғымаларда шамамен 80%-ға дейін. Кейбір жаңа «ақылды» ингибиторлы формулалар да өнеркәсіпте үлкен әсер қалдырып отыр — олар жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартып, компанияларға техникалық қызмет көрсетуге 18-20 пайызға дейін ақша үнемдетеді, өндірістік есеп берулерге сәйкес. Егер экстремалды қысымды жағдайлар болса (HPHT бар ма?), pH-тұрақты ингибиторлар 15 000 psi-дан жоғары қысымда да өзінің қасиеттерін жоғалтпай, бұрғылау процесіне араласқан басқа сұйықтармен үйлесімділігін сақтайды.

Циркуляцияны жоғалтудың материалдары (LCM): Сынық қабаттардағы сұйықтық жоғалтуларын азайту

Бұрғылау операцияларында сұйықтың табиғи жыныс трещиналары арқылы бақылаусыз шығып кетуі — көптегендер оның ең үлкен ақша шығыны проблемасы деп санайды, осы мәселені шешу үшін циркуляцияны жоғалтуды тежеу материалдары қолданылады. Жаңғақ қабықтары сияқты дәнекер материалдар осындай ұсақ трещиналарды бітеу арқылы жұмыс істейді, ал пластиктің ұсақталған талшықты материалдары пайда болған тығындардың беріктігін арттырады. 2023 жылғы соңғы өрістегі деректерге сүйенсек, карбонатты қалыңдықтарда жұмыс істейтін зерттеушілер бір типті LCM ғана емес, әртүрлі түрлерін араластырған кезде қызықты нәтижелерге жеткен. Бұл комбинациялар бір компонентті шешімдерге негізделген ескі әдістермен салыстырғанда бұрғылау кезінде болатын уақыт жоғалтуын шамамен үштен екіге дейін қысқартты.

Өрістегі қолданылуы: Пермий бассейнінің сынған карбонат аймақтарындағы LCM-нің сәтті қолданылуы

Пермий бассейнінде гибридті LCM қоспалары 0,3 дюймнан астам жарықшақтар ені бар карбонатты құрылымдарда 98% жарықшақтарды жабу тиімділігіне қол жеткізді. Операторлар деформацияланатын графитті материалдарды серпінді бөлшектермен үйлестіріп, қоспаның оңтайлы орналасуын нақты уақыттағы қысым деректері бойынша басқару арқылы сұйықтың жоғалуын сағатына 35 баррельден сағатына 2 баррельден кем деңгейге дейін төмендетті.

Жиі қойылатын сұрақтар

Тесу сұйықтарының қоспалары дегеніміз не?

Тесу сұйықтарының қоспалары — бұл шұңқыр жағдайын жақсарту үшін негізгі тесу сұйықтарына қосылатын қоспалар, олардың физикалық және химиялық қасиеттерін жақсартады.

Сұйық жоғалтуын бақылау агенттері неге маңызды?

Сұйық жоғалтуын бақылау агенттері поралы құрылымдарға тесу сұйықтарының сіңуін азайтады, бұл шұңқырдың тұрақтылығын сақтап, қоймалық өнімділігін максималдандырады.

Реологиялық модификаторлар тесу операцияларын қалай оңтайландырады?

Реологиялық модификаторлар тесу сұйықтарының тұтқырлығы мен қатайып кету нүктесін реттейді, вертикальді бөліктерде қазба қалдықтарын тиімді ілеспейді және көлбеу ұңғымаларда қатты бөлшектердің төмен түсуін болдырмауға көмектеседі.