Prejšnji torek zjutraj mi je telefon zazvonil ob 5.47. Liu Gang iz CNOOC je klical z vrtalne ploščadi 200 kilometrov od obale Shandonga in ni bil zadovoljen.
'Imamo 800 metrov vrtalne cevi, ki je zataknjena na 3200 metrih globine,' je dejal. 'Luknja se je vdrla okoli njega. Ne moremo ga premakniti gor, ne moremo ga premakniti dol. Samo stoji tam.'
Ko sem tistega popoldneva ujel helikopter na ploščadi, so že odpisali 15 milijonov JPY v opremi in čakali na še en teden časa za napravo, da bi se odpravili okoli zagozdene cevi. Samo dnevna cena opreme je bila 180.000 JPY.
'Kaj se je zgodilo z vašim blatom?' sem vprašal in gledal vzorce, ki so jih potegnili pred propadom.
'Enake stvari, ki jih vedno uporabljamo,' mi je rekel inženir blata. 'Kupil sem ga od najnižjega ponudnika prejšnji mesec. Videti je bil popolnoma enako kot naš običajni ksantan.'
To je bil problem. Videti je bilo enako, a ni bilo. Njihov 'ugoden' ksantan je imel približno polovico manjšo molekulsko maso materiala za vrtanje. Ko so zadeli območje visokih temperatur na 3000 metrih, se je popolnoma pokvaril. Blato se je spremenilo v vodo, vrtina je izgubila oporo, gravitacija pa je naredila ostalo.
Že 15 let odpravljam nesreče z vrtalnim blatom in ta zgodba se skoraj vsak mesec odvija nekje na Kitajskem. Podjetja skušajo prihraniti 20.000 JPY na ksantanu in na koncu izgubijo milijone, ko se njihovi vodnjaki porušijo. Posel vrtanja je brutalen – ko vam blato odpove tri kilometre pod zemljo, ne morete kar znova zagnati računalnika.
Spravili smo jih nazaj na splet s primernim ksantanom za vrtanje, vendar je ta vrtalni niz še vedno tam spodaj. Verjetno vedno bo. Oceansko dno okoli Bohajskega zaliva je posejano z dragimi napakami, kot je ta.
Zakaj je vrtalno blato dejansko pomembno
Večina ljudi misli, da je vrtalno blato le gosta voda, ki hladi sveder. To je tako, kot bi rekli, da vaša kri samo prenaša kisik. Vrtalno blato naredi vse – nadzoruje pritisk, prenaša ostanke kamnin na površje, preprečuje zrušitev luknje in preprečuje izbruhe, ki lahko ubijejo ljudi.
Ko vaš blatni sistem odpove, se vse ustavi. Pri trenutnih cenah opreme vsaka ura izpada stane več, kot večina ljudi zasluži v enem mesecu.
Luknja želi pasti noter
Tukaj je nekaj, česar te ne naučijo v strojni šoli – zemlja noče, da se skoznjo izvrtajo luknje. Skalne formacije so pod ogromnim stresom in takoj, ko vrtate skozenj, se hočejo stisniti nazaj skupaj. Vaše vrtalno blato je edina stvar, ki preprečuje, da bi se to zgodilo.
Blato na stenah luknje ustvari tako imenovano 'filtrsko pogačo' - v bistvu tanko, neprepustno plast, ki tesni kamnino in zagotavlja strukturno podporo. Če vaš ksantan ni kos nalogi, ta filtrska pogača odpove in luknja se zruši.
Spomnim se vrtine v Tarimskem bazenu, kjer so vrtali skozi nestabilne formacije skrilavca. Vsakič, ko so potegnili vrtalno nitko, da bi zamenjali nastavke, so se kosi luknje udrli. Porabili so 12 ur, da so izvrtali zrušeno skalo, preden so lahko nadaljevali z vrtanjem.
Problem je bil njihov ksantan . Uporabljali so materiale, primerne za živila, ki v pogojih v vrtini niso mogli oblikovati ustrezne filtrske pogače. Polimerne verige so bile prekratke in molekularna struktura je bila napačna za uporabo pri vrtanju.
Preklopili smo jih na kakovost, specifično za vrtanje, in njihove težave s stabilnostjo lukenj so čez noč izginile. Ista formacija, enaki parametri vrtanja, vendar je zdaj luknja ostala odprta. Skrajšali so svoj čas z 12 ur na manj kot eno uro na potovanje.
Pritisk je vse
Naftne in plinske formacije so pod ogromnim pritiskom – včasih več kot 1000-krat večjim od atmosferskega. Vaše vrtalno blato mora biti dovolj težko, da nadzira ta pritisk in prepreči, da bi formacijske tekočine vstopile v vrtino. Prelahek in dobiš 'brco' - tvorbene tekočine drvijo v luknjo. Pretežak in zlomite tvorbo ter izgubite blato.
Toda tukaj je ulov – težko blato je gosto blato, debelo blato pa je težko črpati. Tu nastopi ksantan. Omogoča vam, da naredite blato dovolj težko za nadzor tlaka, hkrati pa ostane dovolj tanko za učinkovito črpanje.
Imel je visokotlačno plinsko vrtino v Sečuanu, kjer so dobivali udarce vsakič, ko so vrtali v novo formacijo. Tlak v formaciji je bil višji od pričakovanega, vendar niso mogli povečati teže blata, ker ga ni bilo mogoče črpati.
Njihov sistem smo preoblikovali z visoko učinkovitim ksantanom, ki je zagotovil boljši nadzor tlaka pri nižjih koncentracijah. Lahko bi povečali težo blata, ne da bi bilo predebelo za črpanje. Nič več brc, nič več težav.
Getting the Rock Out
Ko sveder brusi skalo, morajo vsi ti odrezki nekam iti. Vrtalno blato jih ponese po obroču (prostor med vrtalno cevjo in steno vrtine) na površje. Če blato nima ustreznih lastnosti pretočnosti, se ti odrezki usedejo in zberejo okoli vrtalne verige.
Videl sem, da so bile vrtalne verige tako polne usedlih ostankov, da se sploh niso mogle premakniti. Posadka je morala črpati posebne tablete in več ur obdelovati cev, da jo je osvobodila. Včasih ga nikoli ne dobijo brezplačno.
Globokovodna vrtina v Južnokitajskem morju je imela stalne težave z nabiranjem odpadkov v vodoravnem delu. Vrtali bi 50 metrov in nato šest ur obdelovali zataknjeno cev. Napredek je bil boleče počasen.
Njihov ksantan ni zagotavljal pravih reoloških lastnosti za transport odrezkov v vodoravnih luknjah. Preklopili smo jih na kakovost z visoko molekulsko maso, ki je izboljšala suspenzijo odrezkov brez povečanja tlaka črpalke. Njihova hitrost vrtanja se je čez noč podvojila.
Kaj se zgodi, ko tam spodaj postane vroče
Večina operacij vrtanja se sooča s temperaturami, ki bi vam skuhale večerjo. Plitvi vodnjaki lahko dosežejo 60-80 °C, globoki vodnjaki pa lahko dosežejo 200 °C ali več. Standardni ksantan začne razpadati pri 80 °C, pri 120 °C pa je v bistvu neuporaben.
Molekularni razpad
Toplota zlomi dolge polimerne verige, ki ksantanu dajejo moč zgoščevanja. Pomislite na to kot na kuhanje špagetov – dolgi prameni se zlomijo na krajše kose, ki se ne držijo dobro skupaj. Ko se te verige enkrat zlomijo, jih ne moreš več sestaviti nazaj.
Geotermalno vrtanje v Tibetu je naletelo na temperature na dnu vrtine 185 °C. Njihov standardni ksantan se je popolnoma pokvaril, tako da jim je za tekočino za vrtanje ostala v bistvu voda. Luknja je bila nestabilna, niso mogli prenesti odpadkov, v vrtino pa so vstopale formacijske tekočine.
Razvili smo termično stabilizirano kakovost z zaščitnimi dodatki in modificirano polimerno strukturo. Nova formula je ohranila polno funkcionalnost pri 200 °C več kot 48 ur – več kot dovolj za njihovo vrtanje.
Pritisk poslabša stanje
Globoki vrtini nimajo samo visoke temperature – imajo tlak drobljenja, ki lahko preseže 1000 barov. Ta pritisk stisne molekule ksantana in spremeni njihovo obnašanje.
Izjemno globoka raziskovalna vrtina je opazila nenavadno obnašanje blata, ko so šli globlje. Temperatura je bila konstantna, lastnosti blata pa so se spreminjale. Naraščajoči pritisk je dobesedno stisnil njihove molekule ksantana in zmanjšal viskoznost.
Naše tlačno stabilne vrste so zasnovane z molekularnimi strukturami, ki so odporne na stiskanje. Enako delovanje pri tlaku na površini ali tlaku v vrtini 1000 barov.
Slana voda ubija običajni ksantan
Pri vrtanju na morju se uporabljajo blata na osnovi morske vode, vsebnost soli pa uniči večino ksantanov. Solni ioni posegajo v polimerne verige in povzročajo veliko izgubo viskoznosti.
Izvajalec del na morju je imel težave z vzdrževanjem lastnosti blata v njihovem sistemu morske vode. Njihov ksantan bi se dramatično razredčil, ko bi ga zmešali z morsko vodo, zaradi česar bi ostali z blatom, ki ni imelo nosilne zmogljivosti.
Oblikovali smo razred, odporen na sol, ki dejansko bolje deluje v morski vodi kot v sladki vodi. Njihove operacije na morju zdaj potekajo tako gladko kot njihovi vrtini na kopnem.
Različni vodnjaki, različni problemi
Vse operacije vrtanja niso enake. Plitva vodna vrtina v Daqingu ima popolnoma drugačne zahteve kot globoka plinska vrtina v Xinjiangu ali vrtina na morju v Južnokitajskem morju.
Plitvi vodnjaki - Naj bo preprosto
Plitvo vrtanje (manj kot 1500 metrov) ima običajno zmerne temperature in pritiske. Potrebujete dobro čiščenje lukenj in zatesnitev formacije, ne da bi pri tem zapravljali eksotične dodatke.
Standardni ksantan za vrtanje deluje dobro za večino plitvih aplikacij. Ključ je dosledna kakovost, ki hitro hidrira in zagotavlja stabilno reologijo.
Deep Wells - prinesite svojo igro A
Globoke vrtine (več kot 4000 metrov) so tiste, kjer stvari postanejo resne. Visoka temperatura, visok tlak, agresivne formacijske tekočine in drage posledice za okvaro.
Globoka plinska vrtina v Tarimskem bazenu je bila izvrtana do 7500 metrov s temperaturo na dnu 190 °C in tlakom nad 900 barov. Standardni ksantan je v teh pogojih popolnoma odpovedal.
Naš ultra-globok kvalitet je ohranil polno funkcionalnost skozi celoten program vrtanja. Vrtina je bila uspešno dokončana brez ene same težave, povezane z blatom. Skupni strošek ksantana je bil 85.000 JPY. Preprečevanje enega incidenta z zataknjeno cevjo jim je prihranilo 8 milijonov ¥.
Horizontal Wells - fizika postane čudna
Horizontalne in usmerjene vrtine ustvarjajo edinstvene izzive. Odrezki ne padajo več - po vodoravnih odsekih jih je treba potiskati s tokom blata. To zahteva popolnoma drugačne reološke lastnosti.
Vrtina za plin iz skrilavca z 2000-metrskim vodoravnim delom je imela strašne težave s čiščenjem lukenj. Potaknjenci bi se usedli v vodoravnem delu in zapolnili obroč.
Njihovo blato smo preoblikovali s posebnim ksantanom, ki zagotavlja izboljšan transport odpadkov v vodoravnih odsekih. Njihova hitrost vrtanja v horizontalnih odsekih se je izboljšala za 40 %.
Offshore - Vse je težje
Vrtanje na morju združuje vse najhujše izzive - blata na osnovi morske vode, okoljske omejitve, visoke stroške in brez prostora za napake. Ksantan mora prvič delovati popolno.
Dejanska cena poceni ksantana
To sem izračunal več desetkrat za različne operaterje. Stroški ksantana so običajno 0,1 % skupnih stroškov vodnjaka. Toda kakovost ksantana vpliva na 100 % operacij vrtanja.
Čas namestitve je drag
Trenutne cene ploščadi na Kitajskem se gibljejo od 80.000 ¥ na dan za kopenske ploščadi do 300.000 ¥ na dan za globokomorske ploščadi. Vsaka ura težav z vrtanjem stane resen denar.
Izvajalec je izračunal, da je prehod na vrhunski ksantan zmanjšal njihov povprečni čas vrtanja za 12 % zaradi boljšega čiščenja lukenj in manj težav pri vrtanju. Prihranek časa, plačan za stroške ksantana, se poveča za 75-krat.
Oprema je nenadomestljiva
Sodobne vrtalne verige so lahko vredne 20 milijonov JPY ali več. Izguba enega zaradi zataknjene cevi ali zrušitve vrtine je katastrofalna.
Nastanek Škoda Stroški Proizvodnja
Slabi sistemi blata lahko poškodujejo rezervoar in zmanjšajo produktivnost vrtine. 10-odstotno zmanjšanje stopnje proizvodnje stane milijone v življenjski dobi vrtine.
Okoljski incidenti končajo kariero
Izpusti in razlitja lahko ustavijo celotne operacije in uničijo kariero. Ustrezni blatni sistemi preprečujejo te nesreče.
Kaj gre pravzaprav narobe
Po 15 letih klicev v sili sem videl vse možne katastrofe pri vrtanju. Večina izvira iz težav s ksantanom, ki bi jih lahko preprečili.
Nočna mora zaradi izgube krvnega obtoka
Izguba kroženja je, ko vaše vrtalno blato izgine v formaciji, namesto da bi se vrnilo na površje. Črpaš blato v luknjo, a se nič ne vrne nazaj. Kot da bi poskušali napolniti vedro z luknjami na dnu.
Izvajalec v Xinjiangu je izgubljal popolno cirkulacijo v razpokani karbonatni formaciji. V luknjo bi načrpali 200 kubičnih metrov blata in dobili nič nazaj. Blato je izginjalo v naravne prelome v skali.
Njihov ksantan ni ustvarjal ustreznega nadzora filtracije. Preoblikovali smo z ultra nizko stopnjo izgube tekočine, ki je takoj zatesnila zlome. Izguba cirkulacije se je ustavila in vodnjak so dokončali brez nadaljnjih težav.
Katastrofa zataknjene cevi
Zataknjena cev je nočna mora vsakega vrtalca. Vrtalna vrvica postane imobilizirana v luknji – ne more se vrteti, premikati gor ali dol. Včasih lahko delaš brezplačno, včasih moraš opustiti opremo v vrednosti milijonov juanov.
Večino zataknjenih cevi povzroči slabo čiščenje lukenj ali zagozditev diferenciala. Obe težavi izhajata iz neustreznih lastnosti blata.
Kolaps vrtine
Ko se luknja vdrte, vas čakajo dnevi ali tedni sanacijskega dela. Včasih moraš luknjo popolnoma opustiti in začeti znova.
Vrtina plina iz skrilavca v Sichuanu je imela ponavljajoče se težave s stabilnostjo vrtine. Luknja se je vdrla vsakič, ko so potegnili vrtalno vrvico, kar je zahtevalo obsežno povrtavanje.
Njihov ksantan ni zagotavljal ustreznega zaviranja skrilavca ali nadzora filtracije. Prešli smo na kvaliteto, združljivo s skrilavcem, ki je popolnoma stabilizirala vrtino.
Kaj pravzaprav počnemo v Unionchemu
Ker se nahajamo v Qingdau, smo v središču kitajske naftne industrije. Te težave vidimo iz prve roke in razvijamo rešitve, ki delujejo pri dejanskih vrtalnih operacijah.
Naše stopnje ksantana za vrtanje
Ne izdelujemo ksantana, ki bi ustrezal vsem, in upamo, da deluje. Za posebne izzive vrtanja imamo posebne ocene:
Standardni razred: osnovne aplikacije z blatom na vodni osnovi, temperature do 120°C. Visokotemperaturni razred: aplikacije za globoko vrtanje, stabilen do 180°C. Ultra-globoki razred: ekstremni pogoji, stabilen do 200°C+ pod pritiskom.
Prava tehnična podpora
Ko nas pokličete zaradi težave z vrtanjem, ne dobite prodajalca, ki bere iz scenarija. Dobiš inženirja, ki je bil na vrtalnih napravah in ve, kaj dejansko deluje.
Prejšnji mesec sem štiri dni preživel na ploščadi v Bohajskem zalivu in odpravljal težave s sistemom blata, ki je povzročal težave pri vrtanju. Preizkusili smo osem različnih formulacij, preden smo našli pravo rešitev. Tako izgleda prava tehnična podpora.
Kakovost, na katero se lahko zanesete
Vsaka serija našega ksantana za vrtanje je testirana v simuliranih pogojih v vrtini. Vzorce staramo pri 150 °C 16 ur in testiramo reologijo pod pritiskom. Če ne ustreza specifikacijam za vrtanje, ga ne pošljemo.
Kako začeti
Če ste naveličani težav z vrtanjem ali se jim želite izogniti, je tukaj opisano, kako običajno sodelujemo z izvajalci vrtalnih del:
Analiza problema
Začnemo z razumevanjem vaših posebnih izzivov pri vrtanju. Katere formacije vrtate? Kakšne temperature in pritiski? Kakšne težave opažate?
Laboratorijsko testiranje
Potencialne rešitve testiramo v simuliranih pogojih v vrtini, preden jih tvegate na dejanski vrtini.
Terenski preizkusi
Testiranje na terenu v majhnem obsegu za preverjanje učinkovitosti v dejanskih pogojih vrtanja.
Popolna izvedba
Popolna optimizacija blatnega sistema s stalno tehnično podporo.
Bottom Line
Vrtanje je predrago in nevarno, da bi se ukvarjali s podstandardnimi materiali. Razlika v stroških med dobrim in odličnim ksantanom je nepomembna v primerjavi s stroški težav pri vrtanju.
Imate težave z vrtanjem? Kontaktirajte nas. Verjetno smo že videli vašo natančno težavo in vemo, kako jo odpraviti.
Načrtujete zahteven vodnjak? Začnite s pravim ksantanom od začetka. To je veliko lažje kot odpravljanje težav po tem, ko ste že vrtali.
Obrnite se na Unionchem v Qingdau. Dali vam bomo jasne odgovore, ki temeljijo na resničnih izkušnjah z vrtanjem, ne pa na marketinških neumnostih. Ker ko si tri kilometre pod zemljo in gredo stvari narobe, potrebuješ rešitve, ki dejansko delujejo.
Industrija vrtanja je dovolj močna tudi brez boja proti lastnemu sistemu blata. Pridobite ksantan, ki je zasnovan za vrtanje, preizkušen v pogojih vrtanja in podprt s strani ljudi, ki razumejo postopke vrtanja.
Ko so na udaru milijoni juanov in varnost posadke, ne hackirajte z ugodnimi materiali. Uporabite ksantansko tehnologijo, ki je dokazana pri najzahtevnejših vrtalnih operacijah na Kitajskem in po svetu.
