Martedì mattina scorso, il mio telefono ha squillato alle 5:47. Liu Gang del CNOOC chiamava da una piattaforma di perforazione a 200 chilometri dalla costa dello Shandong e non era contento.
'Abbiamo 800 metri di tubo di perforazione bloccati a 3.200 metri di profondità', ha detto. 'Il buco attorno ad esso è crollato. Non possiamo spostarlo verso l'alto, non possiamo spostarlo verso il basso. È semplicemente seduto lì.'
Quando ho preso l'elicottero sulla piattaforma quel pomeriggio, avevano già ammortizzato 15 milioni di yen in attrezzature e stavano pensando a un'altra settimana di tempo per sviare il tubo bloccato. La sola tariffa giornaliera dell'attrezzatura era di ¥ 180.000.
'Che fine ha fatto il tuo fango?' ho chiesto, guardando i campioni prelevati prima del crollo.
'Le stesse cose che usiamo sempre', mi disse l'ingegnere del fango. 'L'ho comprato dal miglior offerente il mese scorso. Sembrava esattamente uguale al nostro normale xantano.'
Questo era il problema. Sembrava lo stesso, ma non lo era. Il loro 'affare' xantano aveva circa la metà del peso molecolare del materiale da trivellazione. Quando raggiunsero la zona ad alta temperatura a 3.000 metri, si ruppe completamente. Il fango si trasformò in acqua, il pozzo perse sostegno e la gravità fece il resto.
Sono 15 anni che mi occupo di disastri dovuti a trivellazioni dovute al fango, e questa storia si svolge da qualche parte in Cina quasi ogni mese. Le aziende cercano di risparmiare 20.000 yen sullo xantano e finiscono per perdere milioni quando i loro pozzi crollano. Il lavoro di trivellazione è brutale: quando il tuo fango si scioglie a tre chilometri di profondità, non puoi semplicemente riavviare il computer.
Li abbiamo rimessi in linea con xantano adatto alla perforazione, ma la corda di perforazione è ancora laggiù. Probabilmente lo sarà sempre. Il fondale oceanico attorno alla baia di Bohai è disseminato di errori costosi come questo.
Perché perforare il fango è davvero importante
La maggior parte delle persone pensa che il fango di perforazione sia solo acqua densa che raffredda la punta del trapano. È come dire che il tuo sangue trasporta solo ossigeno. Il fango di perforazione fa tutto: controlla la pressione, trasporta i detriti rocciosi in superficie, impedisce il crollo del foro e impedisce esplosioni che possono uccidere le persone.
Quando il tuo sistema di fango fallisce, tutto si ferma. E alle tariffe attuali degli impianti, ogni ora di inattività costa più di quanto la maggior parte delle persone guadagna in un mese.
Il buco vuole cadere
C'è una cosa che non ti insegnano alla scuola di ingegneria: la terra non vuole che vengano praticati buchi. Le formazioni rocciose sono sottoposte a uno stress tremendo e non appena le si perfora, vogliono ricompattarsi. Il tuo fango di perforazione è l'unica cosa che impedisce che ciò accada.
Il fango crea quello che chiamiamo 'torta filtrante' sulle pareti del buco, fondamentalmente uno strato sottile e impermeabile che sigilla la roccia e fornisce supporto strutturale. Se il tuo xantano non è all'altezza del lavoro, la torta filtrante fallisce e il buco crolla.
Ricordo un pozzo nel bacino del Tarim dove stavano perforando formazioni di scisto instabili. Ogni volta che tiravano la corda di perforazione per cambiare le punte, pezzi del foro crollavano. Trascorrevano 12 ore ad alesare la roccia crollata prima di poter continuare a perforare.
Il problema era loro xantano . Stavano usando materiale per uso alimentare che non poteva formare un adeguato pannello filtrante in condizioni di fondo pozzo. Le catene polimeriche erano troppo corte e la struttura molecolare era sbagliata per le applicazioni di perforazione.
Li abbiamo passati al nostro grado specifico per la perforazione e i problemi di stabilità dei fori sono scomparsi da un giorno all'altro. Stessa formazione, stessi parametri di perforazione, ma ora il buco restava aperto. Hanno ridotto il tempo di alesatura da 12 ore a meno di un'ora per viaggio.
La pressione è tutto
Le formazioni di petrolio e gas sono sottoposte a una pressione enorme, a volte superiore a 1.000 volte la pressione atmosferica. Il fango di perforazione deve essere abbastanza pesante da controllare tale pressione e impedire ai fluidi della formazione di entrare nel pozzo. Troppo leggero e ottieni un 'calcio' - formazione di fluidi che si riversano nel buco. Troppo pesante e fratturerai la formazione e perderai il fango.
Ma ecco il problema: il fango pesante è fango denso e il fango denso è difficile da pompare. È qui che entra in gioco lo xantano. Ti consente di rendere il fango abbastanza pesante da controllare la pressione mantenendolo abbastanza sottile da pompare in modo efficiente.
Avevano un pozzo di gas ad alta pressione nel Sichuan dove continuavano a ricevere calci ogni volta che perforavano una nuova formazione. La pressione della formazione era più alta del previsto, ma non è stato possibile aumentare il peso del fango perché era diventato non pompabile.
Abbiamo riformulato il loro sistema con xantano ad alta efficienza che ha fornito un migliore controllo della pressione a concentrazioni più basse. Potrebbero aumentare il peso del fango senza renderlo troppo denso per essere pompato. Niente più calci, niente più problemi.
Tirare fuori la roccia
Mentre la punta del trapano macina la roccia, tutti quei tagli devono andare da qualche parte. Il fango di perforazione li trasporta lungo l'anello (lo spazio tra il tubo di perforazione e la parete del foro) fino alla superficie. Se il fango non ha le giuste proprietà di flusso, i detriti si depositano e si accumulano attorno alla batteria di perforazione.
Ho visto le corde di perforazione diventare così piene di residui sistemati che non potevano muoversi affatto. L'equipaggio ha dovuto pompare pillole specializzate e lavorare il tubo per ore per liberarlo. A volte non lo ottengono mai gratis.
Un pozzo in acque profonde nel Mar Cinese Meridionale aveva problemi costanti con i detriti che si staccavano nella sezione orizzontale. Perforavano 50 metri e poi passavano sei ore a lavorare su tubi bloccati. I progressi furono dolorosamente lenti.
Il loro xantano non forniva le giuste proprietà reologiche per il trasporto dei ritagli nei fori orizzontali. Li abbiamo passati a un grado ad alto peso molecolare che ha migliorato la sospensione dei residui senza aumentare la pressione della pompa. Il loro tasso di perforazione è raddoppiato durante la notte.
Cosa succede quando fa caldo laggiù
La maggior parte delle operazioni di perforazione incontrano temperature che potrebbero cuocere la tua cena. I pozzi poco profondi potrebbero raggiungere i 60-80°C, ma i pozzi profondi possono raggiungere i 200°C o più. Lo xantano standard inizia a degradarsi a 80°C e a 120°C è praticamente inutile.
La scomposizione molecolare
Il calore rompe le lunghe catene polimeriche che conferiscono allo xantano il suo potere addensante. Immaginatelo come quando si cucinano gli spaghetti: i lunghi fili si spezzano in pezzi più corti che non tengono insieme. Una volta che quelle catene si spezzano, non puoi rimetterle insieme.
Il progetto di perforazione geotermica in Tibet stava riscontrando temperature del fondo pozzo di 185°C. Il loro xantano standard si stava completamente disgregando, lasciandoli essenzialmente con acqua per il fluido di perforazione. Il buco era instabile, non potevano trasportare detriti e i fluidi della formazione entravano nel pozzo.
Abbiamo sviluppato un grado stabilizzato termicamente utilizzando additivi protettivi e struttura polimerica modificata. La nuova formulazione ha mantenuto la piena funzionalità a 200°C per oltre 48 ore, più che sufficienti per le operazioni di perforazione.
La pressione peggiora le cose
I pozzi profondi non hanno solo temperature elevate: hanno anche una pressione di schiacciamento che può superare i 1.000 bar. Quella pressione comprime le molecole di xantano e cambia il loro comportamento.
Il pozzo di esplorazione ultra-profondo vedeva strani comportamenti del fango man mano che andavano più in profondità. La temperatura era costante, ma le proprietà del fango continuavano a cambiare. La pressione crescente stava letteralmente schiacciando le loro molecole di xantano e riducendo la viscosità.
I nostri gradi stabili alla pressione sono progettati con strutture molecolari che resistono alla compressione. Stesse prestazioni alla pressione superficiale o alla pressione di fondo pozzo di 1.000 bar.
L'acqua salata uccide lo xantano normale
La perforazione offshore utilizza fanghi a base di acqua di mare e il contenuto di sale distrugge la maggior parte dei gradi di xantano. Gli ioni del sale interferiscono con le catene polimeriche e causano una massiccia perdita di viscosità.
L'appaltatore offshore aveva difficoltà a mantenere le proprietà del fango nel proprio sistema di acqua di mare. Il loro xantano si diluiva notevolmente se mescolato con acqua di mare, lasciandoli con un fango che non aveva capacità di carico.
Abbiamo formulato un grado resistente al sale che effettivamente funziona meglio in acqua di mare che in acqua dolce. Le loro operazioni offshore ora funzionano altrettanto bene quanto i loro pozzi terrestri.
Pozzi diversi, problemi diversi
Non tutte le operazioni di perforazione sono uguali. Un pozzo in acque poco profonde a Daqing ha requisiti completamente diversi rispetto a un pozzo di gas profondo nello Xinjiang o a un pozzo offshore nel Mar Cinese Meridionale.
Pozzi poco profondi: mantienilo semplice
La perforazione poco profonda (meno di 1.500 metri) ha solitamente temperature e pressioni moderate. È necessaria una buona pulizia dei fori e una buona sigillatura delle formazioni senza spendere troppo con additivi esotici.
Lo xantano standard per perforazione funziona bene per la maggior parte delle applicazioni poco profonde. La chiave è ottenere una qualità costante che si idrati rapidamente e fornisca una reologia stabile.
Deep Wells: porta il tuo gioco migliore
I pozzi profondi (oltre 4.000 metri) sono il luogo in cui le cose si fanno serie. Alta temperatura, alta pressione, fluidi aggressivi e conseguenze costose in caso di guasto.
Un pozzo di gas profondo nel bacino del Tarim è stato perforato fino a 7.500 metri con temperature del fondo di 190°C e pressioni superiori a 900 bar. Lo xantano standard ha fallito completamente in quelle condizioni.
Il nostro grado ultra-profondo ha mantenuto la piena funzionalità durante l'intero programma di perforazione. Il pozzo è stato completato con successo senza alcun problema legato al fango. Il costo totale dello xantano è stato di ¥ 85.000. Prevenire l'incidente di un tubo bloccato ha consentito loro di risparmiare 8 milioni di yen.
Pozzi orizzontali: la fisica diventa strana
I pozzi orizzontali e direzionali creano sfide uniche. I tagli non cadono più: devono essere spinti lungo i tratti orizzontali dal flusso di fango. Ciò richiede proprietà reologiche completamente diverse.
Un pozzo di gas di scisto con una sezione orizzontale di 2.000 metri aveva terribili problemi di pulizia del foro. Le talee si depositerebbero nella sezione orizzontale e comprimerebbero l'anello.
Abbiamo riformulato il loro fango con xantano specializzato che fornisce un migliore trasporto dei ritagli nelle sezioni orizzontali. Il loro tasso di perforazione nelle sezioni orizzontali è aumentato del 40%.
Offshore: tutto è più difficile
La perforazione offshore combina tutte le sfide più difficili: fanghi a base di acqua di mare, restrizioni ambientali, costi elevati e nessuno spazio per errori. Lo xantano deve funzionare perfettamente la prima volta.
Il costo reale dello xantano economico
L'ho calcolato decine di volte per diversi operatori. Il costo dello xantano è tipicamente pari allo 0,1% del costo totale del pozzo. Ma la qualità dello xantano influisce sul 100% delle operazioni di perforazione.
Il tempo di attrezzatura è costoso
Le attuali tariffe per gli impianti di perforazione in Cina vanno da 80.000 ¥ al giorno per gli impianti di terra a 300.000 ¥ al giorno per gli impianti di acque profonde. Ogni ora di problemi di perforazione costa molto denaro.
L'appaltatore ha calcolato che il passaggio allo xantano premium ha ridotto il tempo medio di perforazione del 12% grazie a una migliore pulizia dei fori e a minori problemi di perforazione. Il risparmio di tempo pagato per il costo dello xantano aumenta di 75 volte.
L'attrezzatura è insostituibile
Le moderne corde di perforazione possono valere 20 milioni di yen o più. Perderne uno a causa di un tubo bloccato o del collasso di un pozzo è catastrofico.
I danni alla formazione costano la produzione
Sistemi di fango inadeguati possono danneggiare il serbatoio e ridurre la produttività del pozzo. Una riduzione del 10% del tasso di produzione costa milioni durante la vita del pozzo.
Gli incidenti ambientali mettono fine alla carriera
Scoppi e sversamenti possono bloccare intere operazioni e distruggere carriere. Sistemi di fango adeguati prevengono questi disastri.
Cosa in realtà va storto
Dopo 15 anni di chiamate d'emergenza, ho visto ogni possibile disastro di trivellazione. La maggior parte risale a problemi di xantano che avrebbero potuto essere prevenuti.
L'incubo della perdita di circolazione
La circolazione persa si verifica quando il fango di perforazione scompare nella formazione invece di tornare in superficie. Stai pompando fango nel buco, ma non ritorna nulla. È come cercare di riempire un secchio con dei buchi sul fondo.
L'appaltatore nello Xinjiang stava perdendo la circolazione completa a causa di una formazione di carbonato fratturata. Pomperebbero 200 metri cubi di fango nel buco e non otterrebbero nulla in cambio. Il fango stava scomparendo nelle fratture naturali della roccia.
Il loro xantano non creava un adeguato controllo della filtrazione. Abbiamo riformulato con un grado di perdita di fluidi estremamente basso che ha sigillato immediatamente le fratture. La circolazione perduta si è interrotta e il pozzo è stato completato senza ulteriori problemi.
Il disastro del tubo bloccato
Il tubo bloccato è l'incubo di ogni perforatore. La corda di perforazione rimane immobilizzata nel foro: non può ruotare, non può muoversi verso l'alto o verso il basso. A volte puoi lavorare gratuitamente, a volte devi abbandonare attrezzature per milioni di yuan.
La maggior parte degli incidenti legati ai tubi bloccati sono causati da una scarsa pulizia del foro o dall'incollamento del differenziale. Entrambi i problemi sono riconducibili a proprietà inadeguate del fango.
Il crollo del pozzo
Quando il buco crolla, ti aspettano giorni o settimane di lavoro riparativo. A volte devi abbandonare completamente il buco e ricominciare da capo.
Il pozzo di shale gas nel Sichuan presentava problemi ricorrenti di stabilità del pozzo. Il foro crollava ogni volta che tiravano la corda di perforazione, richiedendo estese operazioni di alesatura.
Il loro xantano non forniva un'adeguata inibizione dello scisto o controllo della filtrazione. Siamo passati a un grado compatibile con lo scisto che ha stabilizzato completamente il pozzo.
Cosa facciamo realmente alla Unionchem
La nostra sede a Qingdao ci colloca proprio al centro dell'industria petrolifera cinese. Vediamo questi problemi in prima persona e sviluppiamo soluzioni che funzionano nelle operazioni di perforazione reali.
I nostri gradi di xantano per perforazione
Non produciamo xantano adatto a tutti e speriamo che funzioni. Disponiamo di qualità specifiche per sfide di perforazione specifiche:
Grado standard: applicazioni di base con fanghi a base acquosa, temperature fino a 120°C Grado per alte temperature: applicazioni di perforazione profonda, stabile fino a 180°C Grado ultra-profondo: condizioni estreme, stabile fino a 200°C+ sotto pressione Grado tollerante al sale: applicazioni offshore e ad alta salinità Grado compatibile con scisto: perforazione non convenzionale in formazioni di scisto
Supporto tecnico reale
Quando ci chiami per un problema di perforazione, non ottieni un addetto alle vendite che legge una sceneggiatura. Ottieni un ingegnere che ha lavorato su impianti di perforazione e sa cosa funziona davvero.
Il mese scorso ho trascorso quattro giorni su una piattaforma nella baia di Bohai per risolvere un problema di un sistema di fango che causava problemi di perforazione. Abbiamo testato otto diverse formulazioni prima di trovare la soluzione giusta. Ecco come appare il vero supporto tecnico.
Qualità su cui puoi contare
Ogni lotto del nostro xantano di perforazione viene testato in condizioni simulate di fondo pozzo. Invecchiamo i campioni a 150°C per 16 ore e testiamo la reologia sotto pressione. Se non soddisfa le specifiche di perforazione, non viene spedito.
Iniziare
Se sei stanco dei problemi di perforazione o vuoi evitarli del tutto, ecco come solitamente lavoriamo con gli appaltatori di perforazione:
Analisi del problema
Iniziamo comprendendo le vostre specifiche sfide di perforazione. Quali formazioni stai perforando? Quali temperature e pressioni? Quali problemi vedi?
Test di laboratorio
Testiamo le potenziali soluzioni in condizioni simulate di fondo pozzo prima di rischiarle su un pozzo reale.
Prove sul campo
Test sul campo su piccola scala per verificare le prestazioni in condizioni di perforazione reali.
Implementazione completa
Ottimizzazione completa del sistema fango con supporto tecnico continuo.
La linea di fondo
Le operazioni di perforazione sono troppo costose e pericolose per essere manipolate con materiali scadenti. La differenza di costo tra il buon xantano e il grande xantano è insignificante rispetto al costo dei problemi di perforazione.
Hai problemi di perforazione? Contattaci. Probabilmente abbiamo già visto il tuo problema esatto e sappiamo come risolverlo.
Stai pianificando un pozzo impegnativo? Inizia con lo xantano giusto dall'inizio. È molto più semplice che risolvere i problemi dopo aver già perforato.
Contatta Unionchem a Qingdao. Ti forniremo risposte dirette basate sulla reale esperienza di perforazione, non su sciocchezze di marketing. Perché quando sei a tre chilometri sotto terra e le cose vanno male, hai bisogno di soluzioni che funzionino davvero.
L'industria della trivellazione è già abbastanza dura senza combattere il proprio sistema di fango. Ottieni xantano progettato per la perforazione, testato in condizioni di perforazione e supportato da persone che comprendono le operazioni di perforazione.
Quando sono in gioco milioni di yuan e la sicurezza dell'equipaggio, non giocare d'azzardo con materiali a buon mercato. Utilizza la tecnologia dello xantano collaudata nelle operazioni di perforazione più impegnative in Cina e nel mondo.
