אתגר בלתי קונבנציונלי

הנוף האנרגיה הגלובלי עבר באופן משמעותי אל משאבים לא קונבנציונליים, כולל שמן חזק, גז פצלי, מתאן פחם.מאגרים אלה מחזיקים כמויות עצומות של פחמן פחמן אבל מאופיין על ידי חדירות לטווח ננודרצי המגבילה באופן חמור את זרימת הטבע.

גירוי כימי בולט כטכנולוגיה המאפשרת העיקרית עבור פתיחת משאבים אלה.על ידי הזרקת נוזלים נוסחו במיוחד לתוך המאגר, מפעילי יכול לשנות תכונות סלע, לפזר חוסמים, וליצור או לשפר את ערוצי זרימה לאורך היווצרות. מאמר זה בוחן את ההתקדמות המדעית והנדסית האחרונה בגירוי כימי, עם דגש ספציפי על טכניקות מוכחות לשיפור קצבי זרימה וגורמי התאוששות בנכסים לא קונבנציונליים.

מכניזם של כימיקלים

מטריקס Aciding ו- Acid Fracturing

חומצה ממטריקס כרוך משאבת נוזלים טיפול בלחץ מתחת לשבר ⁇ כדי לפזר נזק היווצרות ולהרחיב את הגרון הקיים pore קיים.ב היווצרות פחמן, חומצה הידרוכלורית מגיבה במהירות עם ממטריקס הסלע כדי ליצור תולעת התנהגותית מאוד.עבור היווצרות אבן חול, תערובת של חומצה הידרוכלורית הידרופלורית הידרומורית הידרומורית משמש כדי לפזר חומרים ליציליים ומצעים כי הם תקועים מאוד כדי להישאר לתוך חללים כימיים.

ניכוי Tension Tension ו- Wettability Change

אחד המחסומים העיקריים לזרום במאגרים לא קונבנציונליים הוא הלחץ הכניעה חזק כי מלכודות שמן וגז בתוך מיקרו-פוחיות. חומרים ומערכות מחוסמות למטרה זו על ידי הורדת המתח בין הגזעי בין נוזל הפירוק לבין נוזל המאגר. יותר חשוב, ניסוחים כימיים מתקדמים יכולים לשנות את יכולת הרטוב של פני השטח מנפט או מעורבב אוויר טבעי למצב של חוסר יכולת מים ופירוק אווירי, אשר מאפשר לפירוק מים ספונטנית.

המונחים: growth remediation

מנגנונים פגומים שהוצגו במהלך קידוח, השלמת, ופעולות ייצור יכולים עוד לגרוע כבר שוליות.בעיות נפוצות כוללות נפיחות חימר, פוזיציה בקנה מידה אורגני, פרפין ו asphaltene משקעים, וחוסמת חסימה.נוזלים מודרניים משלבים חבילת תוספים, כולל ייצוב, מעכבי בקנה מידה, פותרים משותפים, וממריצים, שנועדו במיוחד להפעלה מחדש של כל סוג של נזקי זרימה.

התקדמות ב- Acidizing Technologies

סלקטיבי וגלול צמיגים לחדירה עמוקה

טיפולים סטנדרטיים חומצה הידרוכלורית בתצורות פחמן סובלים מקצב תגובה מהיר מאוד.החומצה לעתים קרובות בילה בתוך אינץ 'של ה- Wellbore, הגבלת היכולת שלה לטפל עמוק יותר לתוך היווצרות. חומצות Emulsified לפתור בעיה זו על ידי הפחתת טיפות חומצה בתוך שלב חיצוני הידרופחמן. מחסום פיזי זה בין חומצה לבין הסלע מאט באופן משמעותי את התגובה, ומאפשר עבור הרבה יותר עמוק תולעת חומצה.

המונחים: Visoelastic Surfactant-based Acids

גולשים ויסקואלסטיים (VES) מייצגים חדשנות גדולה בטכנולוגיית חומצה עצמית.כאשר חומצה מושאת, היא מציגה מולטיות נמוכה.כפי שהיא מגיבה עם היווצרות ומבלה, ה- pH עולה.זה מגביר את ה- pH הזה מסלק את המולקולות המטבוליות כדי להרכיב עכברי חומצה פולית ארוכה, כמו מוטה, באופן דרסטי את הסטיות של הטיפול האוטומטי.

מערכות Acid ו-Acapsulated Acid

עבור בארות עם טמפרטורות חור גבוהות מאוד, אפילו חומצות מחוסמות יכולות להגיב מהר מדי. טכנולוגיות חומצה חסינה-חוססות להתמודד עם אתגר זה על ידי לכידת מבשרי חומצה מוצקה או כימיקלים חוזרים בתוך מעטפת פולימר מגן.זה מתמוסס בהדרגה תחת תנאי השבר, מתן שחרור קבוע של חומצה פעילה לאורך תקופה ארוכה.

תוצאות חיפוש ו- Wettability Change in Shales

התפקיד הקריטי של חוסר יכולת

מאגרים של שיל הם מערכות גיאולוגיות מורכבות, אשר לעתים קרובות מעורבים או שמן חזק בשל נוכחות של kerogen אורגני הידרופוביות חימר מינרלים.מצב שמן זה מעכב חזק את חוסר הישבן ספונטני של מים, המהווה נהג מפתח של התאוששות שמן במאגרים שבורים.ללא שינוי יעיל, הזרקת מים פשוט דרך רשת השבירה ללא מגע שמן בתוך ממטריקס.

חידושים בנוסחאות של

מחקר בעשור האחרון התמקד בפיתוח גולשים שיכולים לעמוד בתנאים המענישים שנמצאו בפצלי פצלים עמוקים, כולל סלינים מעל 200 אלף דום בסך הכל מתמוסס מוצקות (TDS) וטמפרטורות מעל 200 מעלות צלזיוס. Anionic ולא מונוגציות מיקרו-קטנטיות הראו גם את ההבטחה הגדולה ביותר לסביבות אלה.

ביצועי שדה ו- Recovery Factors

בדיקות אי-ביביטציה ספונטניות וניסויי שיטפון ליבת מוכיחים כי ניסוחים גולשים אופטימיזציה יכולים לשפר את ההתאוששות של נפט ב-5 עד 20 אחוזים על הזרקת הפנסים הקונבנציונלית בלבד.טייסי שדה שנערכו ב- Eagle Ford Shale ובתצורת בקken אישרו את תוצאות המעבדה הללו, כאשר מפעילים שדיווחו על עלייה מתמשכת במחירי ייצור הנפט לאחר טיפולים גדולים במנועי חיפוש מוצלחים ביותר, 20 חודשים לאחר טיפול בהנדסת שמן החל מ-JLT1, לאחר טיפול בהנדסת נפט.

פולימרים ופריצה להורדת Stimulation

הפחתה של Slickwater Fracturing

פעילות הידראולית גבוהה של fracturing תלויה בהפחתה של חיכוך כדי למזער את אובדן הלחץ ב- אמבטיות, המאפשר למפעילים להשיג שיעורי משאבה גבוהים יותר ולמקם את proppant ביעילות רבה יותר. משככי חיכוך מבוסס פוליקליד, כולל באופן חלקי hydrolyzed פוליקליד (HPAM), הם תקן התעשייה האחרון של תוספים אלה כולל סולידי מלח כי לשמור על תכונות שלהם המיוצרים אפילו עם עומסיבית מוגברת עם חומצה פולימרנית גבוהה יותר עם צריכת מים.

פולימרים לשליטה ניידות

לאחר גירוי השברים הראשוני, מפעילים רבים ליישם שיטות התאוששות משניות או tertiary כדי למקסם את החילוץ מימן. פולימר הצפה משפר את יעילות גורפת על ידי הגדלת ההיקף של המים המוזרים, צמצום הניידות שלה יחסית שמן המאגר.בצורות הדוקות, פולימרים מולקולריים נמוכים חיוניים כדי למנוע חסימת צוואר הרחם תוך מתן מספיק שינויים גבוהים כדי לנטרל ביעילות הידרופולנסים ממיקרו-פולנים ממשיכים להיות בשימוש נרחב של נוזל כדי לגניבה.

אפשרויות ל-Biodegradable and Low-Damage Alternatives

שיקולים סביבתיים והגנה על היווצרות הם מניעים מעבר מג'ל מתכת מסורתי חודרים לעבר מערכות ביופומרימר ( Guarחניכיים, הידרוקסיפרופיל גוראר (HPG), ו carboxymethyl hydroxypropyl guar (CMHPG) משמשים בדרך כלל פולימרים כי להשאיר פחות שאריות בחיק בהשוואה מערכות ישנות יותר.

ננוטכנולוגיה ופלואידים חכמים

חלקיקים כסוכני משלוח

חלקיקים, כולל סיליקה, טיטניום דו-חמצני וחומרים המבוססים על פחמן, משולבים יותר ויותר בנוזלים גירויים.חלקיקים אלה יכולים לייצב קצף ו emulsions עבור מיקום עמוק לתוך המאגר, שבו נוזלים קונבנציונליים יתפרקו בשל ההידרדרות התרמית או הכימית.ננופי חלקיקים מתפקדים גם כאמצעי אספקה יעילים מאוד, הגנה על כימיקלים תגובתיים מפני תנאים קשים ושחרורם רק כאשר הם מגיעים לאזור הזה באופן דרמטי (F) להפחתה של תוספי דלק (F) ולהפחית את יעילות מלאה של צריכת דלק (DValgy) ולהפחית את יעילות מלאה של כלי רכב יעילה יותר ויותר יעילה יותר ויותר: 1.

כימיקלים גמישים

אחד ההתפתחויות המתקדמות ביותר בגירוי כימי הוא יצירת נוזלים "חכמים" אשר מגיבים לגריצרגרים ספציפיים של מאגרים.כימיקלים אלה נועדו להישאר לא פעיל עד שהם נתקלים ברמת pH מסוימת, סף טמפרטורה או חתימה כימית כגון נוכחות של הידרופחמנים. לדוגמה, מפתור שנשאר לאנרט במים יכול להיות מתוכנן להפעיל מגע עם שמן, שחרור סוכן ניקוי חזק כי מתמוסס כמו מאגרים של שמן או חומרים מזינים בדיוק.

שיקולים תפעוליים וסביבתיים

כימיה ירוקה ב Stimulation Fluids

מסגרות רגולטוריות ורישיון חברתי לפעול מחמירות יותר לגבי התוספים הכימיים המשמשים בפעולות fracturing הידראוליות וגירוי.התעשייה מגיבה על ידי אימוץ עקרונות כימיה ירוקה, החלפתם של מעצורים מסורתיים וגולשים עם חלופות ביו-דידות, שאינן רעילות. Alkylglycosides וחברות אחרות של גולשים צמחיים זמינים כעת כי יש ביצועים מצוינים עם סיכון מינימלי ונוי של תאים הפכו לתרכובות סטנדרטיות, אשר הפכו לזיהומים אופטיים, אשר הפכו לזיהומים אורגניים, והופכים לזיהומים.

ניהול מים ומחזור כימי

מחסור במים באזורים המייצרים רבים הפך את ניהול המים לעדיפות מבצעית קריטית.טכנולוגיות טיפול במים מתקדמות, כולל אוסמוזה הפוכה והערכה תרמית, המאפשרים למפעילים למחזר מים לשימוש חוזר בטיפולים הגירויים.ספקים כימיים מנסחים כעת תוספים שעובדים ביעילות בדלקתיות כימית המיוצרת מים, ומאפשרים מערכת סגורה ללא מים מתוקים נדרשים להפעלה של צינורות.

מעקב בזמן אמת עבור אופטימיזציה כימית

ההתקדמות בטמפרטורות מבוזרות חישה (DTS) וניתוק אקוסטית (DAS) לספק למפעילים משוב בזמן אמת על שבו נוזלי גירוי נכנסים להיווצרות.הנתונים האלה, בשילוב עם ניתוח לחץ פני השטח ו ניטור מיקרו-סולוגי, מאפשר התאמה דינמי של ניסוחים כימיים במהלך הטיפול.אם אזור טיפול אינו מגיב כמצופה, תערובת כימית יכולה להשתנות על זבוב כדי לשפר את האופטימיזציה של צריכת כימיקלים או תגובה אמיתית.

תחזית עתיד

הדור הבא של גירוי כימי יהיה מוגדר על ידי ההתכנסות של מדע החומרי המתקדם, ניתוח נתונים, והבנה מפורטת יותר ויותר של פיזיקה בקנה מידה רחב. אלגוריתמי למידת מכונות מאומנים על נתונים עצומים של תכונות מאגר ותוצאות טיפול כדי לחזות את הנוסחאות הכימיות האופטימליות עבור כל מאגר נתון.מודלים אלה יכולים להמליץ על סוגים ספציפיים של חומרים, ריכוזים וטענות פולימרים המבוססים על מינרלים, תכונות נוזליות, טמפרטורה, טמפרטורה, וטמפרטורה, צמצום תנאי הניסוי באופן דרסטי, אשר נשלטים.

המחקר ממשיך לכימיקלים רב-תפקודיים המשלבים מספר פעולות למולקולה אחת.לדוגמה, פולימר אחד יכול להיות מונדס כדי להפחית בו-זמנית את החיכוך, לספק פתיחות לתחבורה של proppant, ועיכוב בקביעת גודל.פתרונות משולבים אלה יפשטו את הלוגיסטיקה ויפחיתו את מספר התוספים הניקויים הנדרשים לטיפול, הורדת עלויות וצמצום הפוטנציאל להתאמה כימית.

מסקנה

טכניקות גירוי כימי התפתחו מחומצה פשוטה לחטיפת מותאמות ומתוכמת, המיועדות לאתגרים הספציפיים של מאגרים לא קונבנציונליים בקנה מידה הפודינג. חומצות המונעות עצמית, מערכות מתקדמות של גלישה לשינוי רטוב, חלקיקים-חומריים-מתפתחים, וכימיקלים חכמים שעונים להורדת תנאי חורפיפות כעת מהווים ערכת השקעות רבת עוצמה עבור מפעילי המבקשים למקסם את הייצור מטכנולוגיות אלה הם רק שיפור משמעותי של משאבים סביבתיים, אך ורק עבור ניסויים מזיקים, אך ורק על ידי חיזוקים קריטיים.