Minulý utorok ráno mi o 5:47 zazvonil telefón. Liu Gang z CNOOC volal z vrtnej plošiny 200 kilometrov od pobrežia Shandong a nebol šťastný.
'Máme zaseknutých 800 metrov vrtnej rúry v hĺbke 3200 metrov,' povedal. 'Diera sa okolo nej prehĺbila. Nemôžeme ju pohnúť hore, ani dole. Len tam sedí.'
Keď som to popoludnie zachytil helikoptéru na nástupište, už odpísali 15 miliónov ¥ na vybavenie a pozerali sa na ďalší týždeň času na vrtnú súpravu, aby odbočili okolo zaseknutého potrubia. Len samotná denná sadzba bola 180 000 jenov.
'Čo sa stalo s tvojím blatom?' spýtal som sa pri pohľade na vzorky, ktoré vytiahli pred zrútením.
'To isté, čo používame vždy,' povedal mi bahenný inžinier. 'Kúpil som ho minulý mesiac od najnižšej ponuky. Vyzeral úplne rovnako ako náš bežný xantán.'
To bol ten problém. Vyzeralo to rovnako, ale nebolo. Ich 'výhodný' xantán mal približne polovičnú molekulovú hmotnosť ako materiál na vŕtanie. Keď vo výške 3000 metrov narazili na zónu vysokej teploty, úplne sa rozbila. Blato sa zmenilo na vodu, vrt stratil oporu a o zvyšok sa postarala gravitácia.
Už 15 rokov opravujem katastrofy z vrtného bahna a tento príbeh sa odohráva niekde v Číne takmer každý mesiac. Spoločnosti sa snažia ušetriť 20 000 jenov na xantáne a nakoniec stratia milióny, keď sa ich studne zrútia. Podnikanie s vŕtaním je brutálne – keď vám blato zlyhá tri kilometre pod zemou, nemôžete len tak reštartovať počítač.
Dostali sme ich späť online so správnym xantánom na vŕtanie, ale tá vrtná kolóna je tam stále dole. Asi vždy bude. Dno oceánu okolo zálivu Bohai je posiate drahými chybami, ako je táto.
Prečo na vŕtaní blata vlastne záleží
Väčšina ľudí si myslí, že vrtné bahno je len hustá voda, ktorá ochladzuje vrták. To je ako keby ste povedali, že vaša krv len prenáša kyslík. Vŕtacie bahno robí všetko - kontroluje tlak, prenáša skalné odrezky na povrch, zabraňuje zrúteniu diery a zabraňuje výbuchom, ktoré môžu zabiť ľudí.
Keď váš bahenný systém zlyhá, všetko sa zastaví. A pri súčasných sadzbách zariadení stojí každá hodina odstávky viac, ako väčšina ľudí zarobí za mesiac.
Diera chce spadnúť
Tu je niečo, čo vás na inžinierskej škole nenaučia – Zem nechce, aby sa do nej vŕtali diery. Skalné útvary sú pod obrovským stresom a akonáhle sa cez ne prevŕtate, chcú sa opäť stlačiť. Vaše vrtné bahno je jediná vec, ktorá tomu zabráni.
Blato vytvára na stenách otvoru to, čo nazývame 'filtračný koláč' - v podstate tenkú, nepriepustnú vrstvu, ktorá utesňuje skalu a poskytuje štrukturálnu podporu. Ak váš xantán nesplní túto úlohu, filtračný koláč zlyhá a otvor sa zrúti.
Pamätám si studňu v Tarimskej panve, kde vŕtali cez nestabilné bridlicové útvary. Zakaždým, keď vytiahli vrtnú kolónu, aby vymenili korunky, kusy diery sa prepadli. Strávili 12 hodín vystružovaním zrútenej horniny, kým mohli pokračovať vo vŕtaní.
Problém bol ich xantán . Používali materiály potravinárskej kvality, ktoré nedokázali vytvoriť správny filtračný koláč v podmienkach nadol. Polymérne reťazce boli príliš krátke a molekulárna štruktúra bola nesprávna na vŕtanie.
Prešli sme na našu triedu špecifickú pre vŕtanie a ich problémy so stabilitou otvorov cez noc zmizli. Rovnaká formácia, rovnaké parametre vŕtania, ale teraz zostal otvor otvorený. Skrátili čas vystružovania z 12 hodín na menej ako jednu hodinu na jednu cestu.
Tlak je všetko
Ropné a plynové formácie sú pod obrovským tlakom – niekedy viac ako 1000-násobkom atmosférického tlaku. Vaše vrtné bahno musí byť dostatočne ťažké na to, aby kontrolovalo tento tlak a zabránilo vniknutiu formovacích tekutín do vrtu. Príliš ľahké a dostanete 'nakopnutie' - formovanie tekutín rútiacich sa do otvoru. Príliš ťažké a zlomíte formáciu a stratíte blato.
Tu je však háčik – ťažké blato je husté blato a husté blato sa ťažko pumpuje. To je miesto, kde prichádza na scénu xantán. Umožňuje vám urobiť bahno dostatočne ťažké na kontrolu tlaku a zároveň ho udržať dostatočne tenké na efektívne čerpanie.
Mali vysokotlakový plynový vrt v S'-čchuane, kde dostávali kopance zakaždým, keď vŕtali do novej formácie. Formačný tlak bol vyšší, ako sa očakávalo, ale nemohli zvýšiť svoju hmotnosť bahna, pretože sa stalo nečerpateľným.
Preformulovali sme ich systém s vysoko účinným xantánom, ktorý poskytoval lepšiu kontrolu tlaku pri nižších koncentráciách. Mohli by zvýšiť hmotnosť bahna bez toho, aby bolo príliš husté na čerpanie. Už žiadne kopance, žiadne problémy.
Geting the Rock Out
Keď sa vrták brúsi skalou, všetky tie odrezky musia niekam ísť. Vŕtacie bahno ich vynáša hore prstencom (priestor medzi vrtnou rúrkou a stenou otvoru) na povrch. Ak blato nemá správne tokové vlastnosti, tieto odrezky sa usadia a nabalia sa okolo vrtnej kolóny.
Videl som, ako sa vrtné reťazce tak naplnili usadenými odrezkami, že sa nemohli vôbec hýbať. Posádka musela pumpovať špecializované pilulky a pracovať s potrubím celé hodiny, aby sa uvoľnila. Niekedy to nikdy nedostanú zadarmo.
Hlboký vrt v Juhočínskom mori mal neustále problémy s odrezkami, ktoré sa nabaľovali v horizontálnej časti. Navŕtali 50 metrov a potom strávili šesť hodín prácou so zaseknutým potrubím. Pokrok bol bolestivo pomalý.
Ich xantán neposkytoval správne reologické vlastnosti na transport odrezkov v horizontálnych otvoroch. Prešli sme na triedu s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktorá zlepšila zavesenie odrezkov bez zvýšenia tlaku čerpadla. Ich rýchlosť vŕtania sa cez noc zdvojnásobila.
Čo sa stane, keď sa tam dole zahreje
Väčšina vŕtacích operácií sa stretáva s teplotami, ktoré by vám uvarili večeru. Plytké studne môžu dosiahnuť 60-80 °C, ale hlboké studne môžu dosiahnuť 200 °C alebo viac. Štandardný xantán sa začína rozkladať pri 80°C a pri 120°C je v podstate zbytočný.
Molekulárne zrútenie
Teplo láme dlhé polymérne reťazce, ktoré dávajú xantánu jeho zahusťovaciu schopnosť. Predstavte si to ako varenie špagiet – dlhé pramene sa lámu na kratšie kúsky, ktoré tiež nedržia pohromade. Akonáhle sa tieto reťaze pretrhnú, už ich nemôžete dať dokopy.
Projekt geotermálnych vrtov v Tibete dosahoval teploty dna 185 °C. Ich štandardný xantán sa úplne rozpadol a zostala im v podstate voda na vrtnú kvapalinu. Diera bola nestabilná, nemohli niesť odrezky a do vrtu sa dostávali formačné tekutiny.
Vyvinuli sme tepelne stabilizovaný druh s použitím ochranných prísad a modifikovanej polymérnej štruktúry. Nové zloženie si zachovalo plnú funkčnosť pri 200 °C po dobu viac ako 48 hodín – viac než dosť na ich vŕtanie.
Tlak to zhoršuje
Hlboké vrty nemajú len vysokú teplotu – majú drviaci tlak, ktorý môže presiahnuť 1 000 barov. Tento tlak stláča molekuly xantánu a mení ich správanie.
Ultra-hlboká prieskumná studňa videla zvláštne správanie sa bahna, keď išli hlbšie. Teplota bola konštantná, ale vlastnosti bahna sa neustále menili. Zvyšujúci sa tlak doslova roztláčal ich xantánové molekuly a znižoval viskozitu.
Naše tlakovo stabilné triedy sú navrhnuté s molekulárnymi štruktúrami, ktoré odolávajú kompresii. Rovnaký výkon pri povrchovom tlaku alebo tlaku 1 000 barov.
Slaná voda zabíja bežný xantán
Pri vŕtaní na mori sa používa bahno na báze morskej vody a obsah soli ničí väčšinu druhov xantánu. Ióny solí interferujú s polymérnymi reťazcami a spôsobujú masívnu stratu viskozity.
Dodávateľ na mori mal problémy s udržiavaním vlastností bahna vo svojom systéme morskej vody. Ich xantán by po zmiešaní s morskou vodou dramaticky zriedil a zostalo by im bahno, ktoré nemalo žiadnu nosnosť.
Vytvorili sme triedu tolerantnú voči soli, ktorá v skutočnosti funguje lepšie v morskej vode ako v sladkej vode. Ich offshore operácie teraz bežia rovnako hladko ako ich pozemné vrty.
Rôzne studne, rôzne problémy
Nie všetky operácie vŕtania sú rovnaké. Plytký vrt v Daqingu má úplne iné požiadavky ako hlboký plynový vrt v Sin-ťiangu alebo pobrežný vrt v Juhočínskom mori.
Shallow Wells - Keep It Simple
Plytké vrty (menej ako 1 500 metrov) majú zvyčajne mierne teploty a tlaky. Potrebujete dobré vyčistenie otvorov a utesnenie formácie bez toho, aby ste museli zaťažiť exotickými prísadami.
Štandardný xantán na vŕtanie funguje dobre pre väčšinu plytkých aplikácií. Kľúčom je získanie konzistentnej kvality, ktorá rýchlo hydratuje a poskytuje stabilnú reológiu.
Deep Wells – prineste si hru A-Game
Hlboké studne (viac ako 4 000 metrov) sú miestom, kde sa veci začínajú vážne. Vysoká teplota, vysoký tlak, agresívne formovacie kvapaliny a drahé následky zlyhania.
Hlboký plynový vrt v Tarimskej panve bol vŕtaný do hĺbky 7 500 metrov s teplotou dna 190 °C a tlakom nad 900 barov. Štandardný xantán za týchto podmienok úplne zlyhal.
Naša ultra-hlboká trieda si zachovala plnú funkčnosť počas celého programu vŕtania. Studňa bola úspešne dokončená bez jediného problému súvisiaceho s bahnom. Celková cena xantánu bola 85 000 jenov. Zabránenie jednému incidentu so zaseknutým potrubím im ušetrilo 8 miliónov jenov.
Horizontálne studne - fyzika je čudná
Horizontálne a smerové vrty vytvárajú jedinečné výzvy. Odrezky už nepadajú - musia sa tlačiť pozdĺž vodorovných úsekov prúdom bahna. To si vyžaduje úplne iné reologické vlastnosti.
Bridlicový plynový vrt s 2000-metrovým horizontálnym úsekom mal hrozné problémy s čistením dier. Odrezky by sa usadili v horizontálnej časti a zbalili by prstenec.
Preformulovali sme ich bahno so špecializovaným xantánom, ktorý poskytuje lepší transport odrezkov v horizontálnych častiach. Ich rýchlosť vŕtania v horizontálnych úsekoch sa zlepšila o 40 %.
Offshore - Všetko je ťažšie
Vŕtanie na mori spája všetky najhoršie výzvy – bahno na báze morskej vody, environmentálne obmedzenia, vysoké náklady a žiadny priestor na chyby. Xantán musí fungovať perfektne hneď na prvýkrát.
Skutočné náklady na lacný xanthan
Počítal som to desiatky krát pre rôznych operátorov. Cena xantánu je zvyčajne 0,1 % z celkových nákladov na studňu. Ale kvalita xantánu ovplyvňuje 100% vŕtacích operácií.
Čas vybavenia je drahý
Súčasné sadzby vrtných súprav v Číne sa pohybujú od 80 000 ¥ za deň za pozemné vrtné súpravy do 300 000 ¥ za deň za vrtné súpravy v hlbokom mori. Každá hodina problémov s vŕtaním stojí vážne peniaze.
Dodávateľ vypočítal, že prechod na prémiový xantán znížil ich priemerný čas vŕtania o 12 % vďaka lepšiemu čisteniu otvorov a menšiemu počtu problémov s vŕtaním. Úspora času zaplatená za xantánové náklady sa zvýšila 75-krát.
Zariadenie je nenahraditeľné
Moderné vŕtacie reťazce môžu mať hodnotu 20 miliónov jenov alebo viac. Strata jedného v dôsledku zaseknutého potrubia alebo kolapsu vrtu je katastrofálna.
Poškodenie formácie Náklady na výrobu
Zlé systémy bahna môžu poškodiť nádrž a znížiť produktivitu vrtu. Zníženie rýchlosti výroby o 10 % stojí milióny počas životnosti vrtu.
Environmentálne incidenty končia kariéru
Výbuchy a úniky môžu zastaviť celé operácie a zničiť kariéru. Správne systémy bahna týmto katastrofám zabránia.
Čo sa vlastne pokazí
Po 15 rokoch tiesňových volaní som videl každú možnú vrtnú katastrofu. Väčšina vedie k problémom s xantánom, ktorým sa dalo predísť.
Nočná mora straty obehu
Strata obehu je, keď vaše vrtné bahno zmizne vo formácii namiesto toho, aby sa vrátilo na povrch. Pumpujete blato do diery, ale nič sa nevracia. Je to ako snažiť sa naplniť vedro dierami na dne.
Dodávateľ v Sin-ťiangu strácal kompletný obeh v rozbitej karbonátovej formácii. Načerpali by 200 kubických metrov bahna do diery a nedostali by späť nič. Blato sa strácalo v prirodzených puklinách v skale.
Ich xantán nevytváral správnu kontrolu filtrácie. Preformulovali sme na stupeň s ultra nízkou stratou tekutín, ktorý okamžite utesnil zlomeniny. Stratený obeh sa zastavil a vrt dokončili bez ďalších problémov.
Katastrofa zaseknutého potrubia
Zaseknuté potrubie je nočnou morou každého vŕtača. Vŕtacia kolóna sa v otvore znehybní - nemôže sa otáčať, pohybovať sa hore alebo dole. Niekedy môžete pracovať zadarmo, niekedy musíte opustiť vybavenie v hodnote miliónov juanov.
Väčšina prípadov zaseknutia potrubia je spôsobená zlým čistením otvorov alebo lepením diferenciálu. Oba problémy majú pôvod v neadekvátnych vlastnostiach bahna.
The Wellbore Collapse
Keď sa diera prepadne, máte pred sebou dni alebo týždne nápravných prác. Niekedy musíte dieru úplne opustiť a začať odznova.
Vrt bridlicového plynu v Sichuan mal opakujúce sa problémy so stabilitou vrtu. Diera sa prehĺbila zakaždým, keď vytiahli vrtnú kolónu, čo si vyžadovalo rozsiahle vystružovanie.
Ich xantán neposkytoval adekvátnu inhibíciu bridlice alebo kontrolu filtrácie. Prešli sme na triedu kompatibilnú s bridlicou, ktorá úplne stabilizovala vrt.
Čo vlastne v Unioncheme robíme
Poloha v Qingdao nás stavia priamo do stredu čínskeho ropného priemyslu. Vidíme tieto problémy z prvej ruky a vyvíjame riešenia, ktoré fungujú v skutočných vŕtacích operáciách.
Naše Xanthanové vŕtacie triedy
Nerobíme univerzálny xantán a dúfame, že to bude fungovať. Máme špecifické triedy pre špecifické problémy s vŕtaním:
Štandardná trieda: Základné bahenné aplikácie na báze vody, teploty do 120 °C Vysokoteplotná trieda: Hĺbkové vŕtanie, stabilné do 180 °C Ultra-hlboká trieda: Extrémne podmienky, stabilné do 200 °C+ pod tlakom Trieda tolerantná voči soli: Pobrežné aplikácie a aplikácie s vysokou slanosťou Vŕtanie kompatibilné s bridlicou: Nekonvenčná trieda
Skutočná technická podpora
Keď nám zavoláte s problémom vŕtania, nedostanete od obchodníka, ktorý by čítal zo scenára. Získate inžiniera, ktorý pracoval na vrtných súpravách a vie, čo skutočne funguje.
Minulý mesiac som strávil štyri dni na plošine v zálive Bohai a odstraňoval problémy s bahenným systémom, ktorý spôsoboval problémy s vŕtaním. Pred nájdením správneho riešenia sme testovali osem rôznych formulácií. Tak vyzerá skutočná technická podpora.
Kvalita, na ktorú sa môžete spoľahnúť
Každá séria nášho vŕtacieho xantánu je testovaná v simulovaných podmienkach v hĺbení. Vzorky starneme pri 150 °C počas 16 hodín a testujeme reológiu pod tlakom. Ak nespĺňa špecifikácie vŕtania, nedoručí sa.
Začíname
Ak ste unavení z problémov s vŕtaním alebo sa im chcete v prvom rade vyhnúť, takto zvyčajne spolupracujeme s dodávateľmi vŕtania:
Analýza problémov
Začneme pochopením vašich špecifických výziev pri vŕtaní. Aké formácie vŕtate? Aké teploty a tlaky? Aké problémy vidíš?
Laboratórne testovanie
Potenciálne riešenia testujeme v simulovaných podmienkach hĺbenia predtým, ako ich risknete na skutočnom vrte.
Field Trials
Testovanie v malom meradle na overenie výkonu v skutočných podmienkach vŕtania.
Úplná implementácia
Kompletná optimalizácia systému bahna s priebežnou technickou podporou.
Zrátané a podčiarknuté
Vŕtacie operácie sú príliš drahé a nebezpečné na to, aby sa mohli zapodievať nekvalitnými materiálmi. Rozdiel v nákladoch medzi dobrým xantánom a skvelým xantánom je zanedbateľný v porovnaní s nákladmi na problémy s vŕtaním.
Máte problémy s vŕtaním? Kontaktujte nás. Pravdepodobne sme už presne videli váš problém a vieme, ako ho vyriešiť.
Plánujete náročnú studňu? Začnite od začiatku so správnym xantánom. Je to oveľa jednoduchšie ako odstraňovať problémy po tom, čo už vŕtate.
Kontaktujte Unionchem v Qingdao. Dáme vám priame odpovede založené na skutočných skúsenostiach s vŕtaním, nie na marketingových nezmysloch. Pretože keď ste tri kilometre pod zemou a veci sa pokazia, potrebujete riešenia, ktoré skutočne fungujú.
Odvetvie vŕtania je dostatočne náročné bez toho, aby ste bojovali s vlastným bahenným systémom. Získajte xantán, ktorý je navrhnutý na vŕtanie, testovaný v podmienkach vŕtania a podporovaný ľuďmi, ktorí rozumejú vŕtaniu.
Keď sú v hre milióny jüanov a bezpečnosť posádky, nehazardujte s výhodnými materiálmi. Používajte xantánovú technológiu, ktorá sa osvedčila pri najnáročnejších vŕtacích operáciách v Číne a na celom svete.
