การวัดความหนืดของของเหลวที่ใช้ในการแตกหินด้วยกรดในแหล่งกักเก็บน้ำมันจากหินดินดาน

จลนศาสตร์ปฏิกิริยาของกรดกับหินและความสัมพันธ์กับความหนืด

กลไกปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความหนืดของของเหลว ระบบกรดแบบดั้งเดิมจะทำปฏิกิริยากับแร่คาร์บอเนตอย่างรวดเร็ว ทำให้การละลายเกิดขึ้นใกล้กับปากหลุมเจาะและจำกัดความลึกในการแทรกซึม ระบบกรดแบบหน่วงเวลา ซึ่งใช้สารลดแรงตึงผิวแบบยืดหยุ่นหรืออิมัลชันโพลีเมอร์-กรด จะช่วยลดอัตราการแพร่ของไอออนไฮโดรเจน ทำให้ปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินโดยรวมช้าลง これによりกรดจึงสามารถแทรกซึมลึกเข้าไปในชั้นหินที่มีการซึมผ่านต่ำหรือมีรูพรุนต่ำได้ก่อนที่จะหมดฤทธิ์ ส่งเสริมการกัดกร่อนที่กว้างขึ้นและรอยแตกที่ยาวขึ้น

การควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาสามารถทำได้โดยวิธีต่างๆ ดังนี้:

• การปรับอัตราส่วนของสารลดแรงตึงผิวต่อพอลิเมอร์เพื่อควบคุมการแพร่กระจายของกรดอย่างละเอียด
• การปรับสภาพด้วยกรดแบบต่อเนื่อง—การสลับการฉีดกรดแบบหน่วงเวลาและแบบปกติ—ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างการกัดเซาะบริเวณใกล้หลุมเจาะและชั้นหินลึก ดังที่แสดงให้เห็นในการทดลองฉีดแบบต่อเนื่อง ซึ่งระบบกรดแบบสลับกันทำให้เกิดการกัดเซาะแบบไล่ระดับและกระตุ้นแหล่งกักเก็บน้ำมันได้ดีขึ้น

ผลลัพธ์ที่เสริมฤทธิ์กันเกิดขึ้นจากการผสมผสานกัน:

• โพลิเมอร์ที่ผสมกับสารลดแรงตึงผิวแบบไม่มีประจุจะสร้างความหนืดที่แข็งแรงและเพิ่มความทนทานต่อความร้อนและเกลือ ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการประเมินคุณสมบัติทางด้านรีโอโลยีและการลำเลียงทรายภายใต้สภาวะจำลองของแหล่งกักเก็บน้ำมัน
• สารผสมอัลคาไล-สารลดแรงตึงผิว-พอลิเมอร์ (ASP) และระบบนาโนคอมโพสิต (เช่น กราฟีนออกไซด์-พอลิเมอร์) ช่วยปรับปรุงทั้งความหนืดและความเสถียรของกรดในการควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยา ขณะเดียวกันก็ช่วยในการควบคุมลักษณะการไหลและกำจัดกรดตกค้าง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการแตกหินด้วยกรดในช่องทางการซึมตามธรรมชาติที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน และเพื่อเพิ่มการฟื้นตัวจากชั้นหินที่มีการซึมผ่านต่ำหรือมีรูพรุนต่ำ

การทดสอบด้วยไมโครโมเดลแก้วและการทดสอบการไหลของของเหลวในแกนหินยืนยันว่าสูตรที่ปรับแต่งมาเป็นพิเศษเหล่านี้ช่วยเพิ่มเวลาสัมผัสของกรด ชะลอการเกิดปฏิกิริยากับแร่ธาตุ ปรับปรุงพื้นที่ที่ถูกกัดกร่อน และท้ายที่สุดขยายการระบายของแหล่งกักเก็บน้ำมัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงปฏิบัติระหว่างองค์ประกอบของของเหลวที่ใช้ในการแตกหินด้วยกรด ความหนืด จลนศาสตร์ของปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหิน และประสิทธิภาพโดยรวมของการกระตุ้นแหล่งกักเก็บน้ำมัน

อิทธิพลของรูปทรงเรขาคณิตของรอยแตกต่อการแทรกซึมและประสิทธิภาพของกรด

รูปทรงของรอยแตก—โดยเฉพาะความยาว ความกว้าง (ช่องเปิด) และการกระจายตัวในเชิงพื้นที่—เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดการแทรกซึมของกรด และด้วยเหตุนี้จึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของการแตกหินด้วยกรด รอยแตกที่ยาวและกว้างช่วยส่งเสริมการกระจายตัวของกรดอย่างกว้างขวาง แต่ประสิทธิภาพอาจลดลงเนื่องจาก “การทะลุผ่าน” ของกรด ซึ่งกรดที่ยังไม่ถูกใช้จะไปถึงปลายรอยแตกอย่างรวดเร็วโดยไม่ทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ตลอดเส้นทาง ความแปรปรวนของช่องเปิด โดยเฉพาะรอยแตกที่เป็นช่องหรือผนังขรุขระที่เกิดจากการกัดกร่อนที่ไม่สม่ำเสมอ จะช่วยส่งเสริมการแทรกซึมได้มากขึ้นโดยการสร้างเส้นทางที่เหมาะสมและลดการสูญเสียกรดก่อนกำหนด

• ความแปรผันของขนาดรูรับแสง:พื้นผิวที่มีลักษณะเป็นร่องซึ่งพัฒนาขึ้นโดยการกัดด้วยกรด ช่วยรักษาการนำไฟฟ้าภายใต้แรงกดดัน และเป็นเส้นทางลำเลียงกรดที่เหมาะสม
• การจัดวางเชิงพื้นที่:รอยแตกที่อยู่ใกล้หลุมเจาะช่วยให้การกระจายตัวของกรดสม่ำเสมอมากขึ้น ในขณะที่รอยแตกที่อยู่ห่างออกไปหรือแตกแขนงมากจะได้รับประโยชน์จากการฉีดกรดเป็นขั้นตอนหรือการสลับใช้ของเหลวที่เป็นกรดและเป็นกลาง
• การฉีดหลายขั้นตอน:การสลับใช้กรดและของเหลวตัวกลางสามารถฟื้นฟูการกัดกร่อนตามรอยแตกที่ขยายตัว ทำให้เกิดการแทรกซึมที่ลึกขึ้นและขยายรอยแตกตามธรรมชาติและรอยแตกที่เกิดจากการกระทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การศึกษาภาคสนามและห้องปฏิบัติการโดยใช้การสแกนไมโครซีทีและการสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นว่าความซับซ้อนทางเรขาคณิตและความหยาบมีผลต่อทั้งอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินและขอบเขตสูงสุดของการเพิ่มการซึมผ่าน ดังนั้นการออกแบบการแตกหินด้วยกรดที่เหมาะสมจึงสอดคล้องกับคุณสมบัติของระบบกรดและรูปแบบการฉีดให้เข้ากับรูปทรงเรขาคณิตของรอยแตกเฉพาะของแหล่งกักเก็บน้ำมันอย่างเหมาะสม ทำให้มั่นใจได้ถึงการนำไฟฟ้าของรอยแตกที่สูงสุดและยั่งยืน รวมถึงการกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้น

กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อการแตกหินด้วยกรดอย่างมีประสิทธิผล

การเลือกใช้ระบบกรดและสารเติมแต่ง

การเพิ่มประสิทธิภาพการแตกหินด้วยกรดนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกใช้ระบบกรดที่เหมาะสม ระบบกรดแบบหน่วงปฏิกิริยา เช่น กรดเจลหรือกรดอิมัลชัน ถูกคิดค้นขึ้นเพื่อชะลออัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหิน ซึ่งช่วยให้กรดแทรกซึมได้ลึกขึ้นตามรอยแตกและกัดกร่อนหินได้สม่ำเสมอยิ่งขึ้น ในทางตรงกันข้าม ระบบกรดแบบดั้งเดิม—โดยทั่วไปคือกรดไฮโดรคลอริกที่ไม่ได้รับการดัดแปลง—จะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว ซึ่งมักจำกัดความลึกของการแทรกซึมของกรดและจำกัดการขยายตัวของรอยแตก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งกักเก็บคาร์บอเนตและหินดินดานอุณหภูมิสูง การพัฒนาล่าสุดได้แก่ ระบบกรดแข็งที่ออกแบบมาสำหรับแหล่งกักเก็บอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งช่วยชะลออัตราการเกิดปฏิกิริยา ลดการกัดกร่อน และเพิ่มประสิทธิภาพผ่านการออกฤทธิ์ของกรดที่ยาวนานขึ้นและการละลายหินที่ดีขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบระบบที่ทำงานช้ากับระบบทั่วไป:

• กรดที่ออกฤทธิ์ช้ากรดชนิดนี้เป็นที่นิยมใช้ในชั้นหินที่การใช้กรดอย่างรวดเร็วใกล้หลุมเจาะจะลดขอบเขตและความสม่ำเสมอของการบำบัด กรดเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยให้การขยายรอยแตกด้วยกรดดีขึ้น และช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าหลังการแตกตัวและพื้นที่ระบายน้ำมัน
• กรดทั่วไปอาจเพียงพอสำหรับการบำบัดในระดับตื้นหรือบริเวณที่มีการซึมผ่านสูง ซึ่งการตอบสนองอย่างรวดเร็วและการแทรกซึมน้อยที่สุดเป็นที่ยอมรับได้

การเลือกใช้สารปรับความหนืด เช่น สารลดแรงตึงผิวแบบยืดหยุ่น (ระบบ VCA) หรือสารก่อเจลที่ใช้โพลีเมอร์เป็นส่วนประกอบนั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยเฉพาะของแหล่งกักเก็บน้ำมัน:

• อุณหภูมิและองค์ประกอบแร่ธาตุในแหล่งกักเก็บน้ำมันเป็นตัวกำหนดความเสถียรทางเคมีและประสิทธิภาพของสารปรับความหนืด
• สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง จำเป็นต้องใช้สารสลายเจลที่มีความเสถียรทางความร้อน เช่น สารออกซิไดซ์แบบแคปซูลหรือแคปซูลกัดกรด เพื่อให้แน่ใจว่ากรดที่อยู่ในรูปเจลจะสลายตัวและทำความสะอาดหลังการบำบัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ต้องปรับแต่งค่าความหนืดที่ปรากฏเพื่อให้ของเหลวที่ใช้ในการแตกหินด้วยกรดคงสภาพอยู่ได้ความหนืดที่เพียงพอระหว่างการสูบ (เพื่อเพิ่มความกว้างของรอยแตกและการแขวนลอยของสารค้ำยัน) แต่สามารถสลายตัวได้อย่างสมบูรณ์โดยสารทำลายเจลเพื่อให้การไหลกลับมีประสิทธิภาพ

การเลือกสารเติมแต่งที่เหมาะสมจะช่วยลดความเสียหายของชั้นหิน ลดการกัดกร่อนด้วยกรดอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแตกร้าว และเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในแหล่งกักเก็บที่มีการซึมผ่านต่ำและความพรุนต่ำ การใช้งานภาคสนามล่าสุดแสดงให้เห็นว่าสูตรของเหลวสำหรับการแตกร้าวด้วยกรดแบบ VCA ที่มีสารทำลายเจลที่คัดสรรมาอย่างดี จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความสะอาด ลดการสูญเสียของเหลว และกระตุ้นแหล่งกักเก็บได้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับระบบแบบดั้งเดิม

พารามิเตอร์การดำเนินงานที่มีผลต่อความสำเร็จของการกระตุ้นกรด

การควบคุมการทำงานระหว่างการอัดฉีดกรดส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลลัพธ์ พารามิเตอร์การทำงานหลัก ได้แก่ อัตราการสูบน้ำ ปริมาณกรดที่ฉีด และการจัดการโปรไฟล์ความดัน:

• อัตราการสูบน้ำ: กำหนดความเร็วและรูปทรงของการแพร่กระจายของรอยแตก อัตราที่สูงขึ้นจะส่งเสริมให้กรดแทรกซึมลึกขึ้นและเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินอย่างต่อเนื่อง แต่ต้องรักษาสมดุลเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้กรดหมดก่อนกำหนดหรือการเติบโตของรอยแตกที่ไม่สามารถควบคุมได้
• ปริมาณการฉีดกรด: มีผลต่อความยาวและความกว้างของรอยแตกที่เกิดจากการกัดด้วยกรด โดยทั่วไปแล้วจะต้องใช้ปริมาณกรดที่มากขึ้นสำหรับชั้นหินที่มีการซึมผ่านต่ำ แต่การปรับปริมาณกรดให้เหมาะสมควบคู่ไปกับสารปรับความหนืดสามารถลดการใช้สารเคมีที่ไม่จำเป็นลงได้ ในขณะที่ยังคงรักษาค่าการนำไฟฟ้าไว้ได้
• การควบคุมแรงดันการควบคุมแรงดันที่ก้นหลุมและที่ผิวดินแบบเรียลไทม์ช่วยให้รอยแตกยังคงเปิดอยู่ รองรับการสูญเสียของเหลว และกำหนดทิศทางการฉีดกรดไปตามแนวรอยแตกเป้าหมาย

ในทางปฏิบัติ พบว่าการฉีดกรดแบบสลับชนิดหรือแบบเป็นขั้นๆ ช่วยเพิ่มการก่อตัวของช่องทาง ส่งเสริมการพัฒนาของรอยแตกโค้ง และเพิ่มพื้นที่การระบายของแหล่งกักเก็บน้ำมันให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่น การฉีดกรดแบบสลับสองขั้นตอน สามารถสร้างช่องทางที่ลึกกว่าและนำไฟฟ้าได้ดีกว่า ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการแบบขั้นตอนเดียวทั้งในห้องปฏิบัติการและในภาคสนาม

การเลือกเทคนิคการปรับสภาพด้วยกรดให้เหมาะสมกับความไม่สม่ำเสมอของแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซเป็นสิ่งสำคัญ ในแหล่งกักเก็บหินดินดานที่มีองค์ประกอบแร่ธาตุและรอยแตกตามธรรมชาติที่แปรผันได้ การสร้างแบบจำลองเชิงทำนายและการตรวจสอบแบบเรียลไทม์จะถูกนำมาใช้เพื่อเป็นแนวทางในการกำหนดเวลาและลำดับของการฉีดกรด การปรับเปลี่ยนตามคุณลักษณะของรอยแตก (เช่น ทิศทาง การเชื่อมต่อ การปรับปรุงช่องทางการซึมตามธรรมชาติ) ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับพารามิเตอร์การทำงานให้เหมาะสมที่สุดเพื่อการกระตุ้นสูงสุดและลดความเสียหายต่อชั้นหินให้น้อยที่สุด

การสร้างแบบจำลองเชิงพยากรณ์และการบูรณาการข้อมูล

การออกแบบการแตกหินด้วยกรดสมัยใหม่ในปัจจุบันได้บูรณาการแบบจำลองการคาดการณ์ที่เชื่อมโยงพารามิเตอร์การดำเนินงาน คุณสมบัติของของเหลวที่ใช้ในการแตกหินด้วยกรด และค่าการนำไฟฟ้าหลังการแตกหิน แบบจำลองขั้นสูงจะคำนึงถึง:

• กลไกและอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินโดยบันทึกวิวัฒนาการของโครงสร้างกรดและการกัดกร่อนภายใต้สภาวะภาคสนาม
• ปัจจัยเฉพาะของอ่างเก็บน้ำเช่น ความพรุนและการซึมผ่าน ความไม่สม่ำเสมอทางแร่ธาตุ และเครือข่ายรอยแตกที่มีอยู่ก่อนแล้ว

แบบจำลองเหล่านี้ใช้ประโยชน์จากข้อมูลเชิงประจักษ์ ผลลัพธ์จากห้องปฏิบัติการ และการเรียนรู้ของเครื่องจักร เพื่อคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงในความหนืด อัตราการสูบน้ำ ความเข้มข้นของกรด และโปรไฟล์อุณหภูมิ จะส่งผลต่อเทคนิคการสร้างรอยแตกในการแตกหินด้วยแรงดันน้ำ และการเพิ่มประสิทธิภาพพื้นที่ระบายของแหล่งกักเก็บในระยะยาวอย่างไร

หลักเกณฑ์สำคัญในการปรับข้อจำกัดของพื้นที่และการออกแบบการดำเนินงานให้สอดคล้องกัน ได้แก่:

• การเลือกความหนืดและสูตรกรดโดยพิจารณาจากจลนศาสตร์ปฏิกิริยาของกรดกับหินที่คาดการณ์ไว้ โปรไฟล์อุณหภูมิที่คาดหวัง และวัตถุประสงค์ของการเจาะบ่อ (เช่น การเพิ่มการซึมผ่านของหินที่มีรูพรุนต่ำให้สูงสุด หรือการแก้ไขปัญหาช่องทางการซึมตามธรรมชาติที่ไม่ดี)
• ใช้แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลเพื่อปรับตารางการฉีดกรด อัตราการสูบ และปริมาณสารทำลายรอยแตกอย่างไดนามิก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทั้งขนาดรอยแตกและการฟื้นตัวหลังการรักษา

ตัวอย่างจากการใช้งานภาคสนามล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเทคนิคการทำนายเหล่านี้ช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าหลังการแตกตัวและปรับปรุงการคาดการณ์การผลิตน้ำมัน ทำให้สามารถใช้กลยุทธ์การแตกตัวด้วยกรดที่มีประสิทธิภาพและน่าเชื่อถือมากขึ้นในแหล่งกักเก็บหินดินดานและหินปูนที่ซับซ้อน

การขยายพื้นที่ระบายน้ำมันและการรักษาการนำไฟฟ้าของรอยแตก

การกำจัดสิ่งกีดขวางการก่อตัวและการเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อ

การกัดกร่อนด้วยกรดเป็นกลไกหลักในการประยุกต์ใช้ของเหลวสำหรับกระบวนการแตกหินด้วยกรด เพื่อเอาชนะปัญหาการอุดตันของชั้นหิน เช่น การสะสมของคอนเดนเสทและการตกตะกอนของแร่ธาตุ ในแหล่งกักเก็บหินดินดาน เมื่อฉีดกรด—โดยทั่วไปคือกรดไฮโดรคลอริก (HCl)—เข้าไป มันจะทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุที่ไวต่อปฏิกิริยา เช่น แคลไซต์และโดโลไมต์ กลไกปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินนี้จะละลายแร่ธาตุที่สะสมอยู่ ขยายช่องว่างรูพรุน และเชื่อมต่อรูพรุนที่เคยแยกออกจากกัน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความพรุนและการซึมผ่านในแหล่งกักเก็บน้ำมันโดยตรง อัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหิน รวมถึงสูตรเฉพาะของของเหลวสำหรับกระบวนการแตกหินด้วยกรดที่ใช้ จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแร่ธาตุในหินดินดานและองค์ประกอบของการอุดตัน

ในหินดินดานที่มีคาร์บอเนตสูง ความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริกที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดการกัดกร่อนและการกำจัดสิ่งอุดตันได้ชัดเจนยิ่งขึ้น เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหินเกิดขึ้นได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การปรับองค์ประกอบของกรดให้เหมาะสมกับปริมาณคาร์บอเนตและซิลิเกตในแหล่งกักเก็บจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการกำจัดสิ่งอุดตัน ฟื้นฟูช่องทางการซึมตามธรรมชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ และแก้ไขปัญหาช่องทางการซึมตามธรรมชาติที่ไม่ดี ความหยาบของพื้นผิวบนรอยแตกที่มีอยู่จะเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการละลายของกรด ซึ่งมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการนำไฟฟ้าของรอยแตกที่เพิ่มขึ้นและช่องทางการไหลของไฮโดรคาร์บอนที่ทนทานมากขึ้น กลไกนี้ได้รับการยืนยันโดยข้อมูลจากการทดลองที่แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในการผลิตก๊าซและดัชนีการฉีดหลังจากการบำบัดด้วยกรดที่เหมาะสมในชั้นหินที่มีการซึมผ่านต่ำ

การคงไว้ซึ่งการนำไฟฟ้าของรอยแตกเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการผลิตในระยะยาวของบ่อน้ำมันหินดินดาน เมื่อเวลาผ่านไป รอยแตกที่เกิดขึ้นอาจสูญเสียการนำไฟฟ้าเนื่องจากการบดอัดของสารค้ำยัน การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา การฝังตัว หรือการเคลื่อนตัวของอนุภาคละเอียด กระบวนการเหล่านี้จะลดช่องทางที่เปิดขึ้นซึ่งเกิดจากแรงดันการแตกตัวของหินด้วยแรงดันไฮดรอลิก ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการกู้คืนไฮโดรคาร์บอน การจำลองทางคณิตศาสตร์และการศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่า หากไม่มีการจัดการที่เหมาะสม การเสื่อมสภาพของสารค้ำยันอาจลดการผลิตได้มากถึง 80% ในช่วง 10 ปี ปัจจัยต่างๆ เช่น แรงดันการปิด ขนาดของสารค้ำยัน และคุณสมบัติของพื้นผิวรอยแตกดั้งเดิม มีบทบาทสำคัญ การเลือกสารค้ำยันที่เหมาะสมและการจัดการแรงดันใต้ดินอย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาช่องทางที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งเกิดจากการกัดกร่อนด้วยกรด เพื่อให้เกิดการไหลของน้ำมันและก๊าซอย่างต่อเนื่อง

การขยายและการบำรุงรักษาเครือข่ายรอยแตก

การขยายพื้นที่ระบายน้ำมันจากแหล่งกักเก็บน้ำมันอย่างมีกลยุทธ์นั้น อาศัยการออกแบบและการใช้งานระบบกรดควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบเหล่านี้เป็นระบบของเหลวสำหรับกระบวนการแตกหินด้วยกรดที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม โดยมีสารเติมแต่ง เช่น สารหน่วงปฏิกิริยา สารก่อเจล และสารลดแรงตึงผิว เพื่อควบคุมการวางตัวของกรด ควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดกับหิน และลดการรั่วไหลของของเหลวในระหว่างการบำบัด ผลลัพธ์ที่ได้คือกระบวนการกัดกร่อนที่ตรงเป้าหมายมากขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเทคนิคการสร้างรอยแตกในกระบวนการแตกหินด้วยแรงดันน้ำ และสนับสนุนการขยายตัวของรอยแตกทั้งแบบปฐมภูมิและทุติยภูมิ (โค้ง)

ระบบกรดควบคุม โดยเฉพาะกรดเจลและกรดเจลที่เกิดขึ้นในเนื้อหิน ช่วยจัดการการวางตำแหน่งและระยะเวลาการคงอยู่ของกรดภายในรอยแตก ระบบเหล่านี้ช่วยชะลอการปฏิสัมพันธ์ระหว่างกรดกับหิน ทำให้ระยะการแทรกซึมยาวขึ้น และช่วยให้การกัดกร่อนด้วยกรดครอบคลุมมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของรอยแตก วิธีการนี้ช่วยเพิ่มปริมาณหินที่ได้รับการกระตุ้น ขยายพื้นที่ระบายของแหล่งกักเก็บน้ำมัน และแก้ไขปัญหาที่เกิดจากช่องทางการซึมตามธรรมชาติที่ไม่ดีในทั้งหินคาร์บอเนตและหินดินดาน กรณีศึกษาภาคสนามแสดงให้เห็นว่าเทคนิคเหล่านี้สร้างเครือข่ายรอยแตกที่กว้างขึ้นและเชื่อมต่อกันมากขึ้น ส่งผลให้การกู้คืนไฮโดรคาร์บอนเพิ่มขึ้น

การรักษาการปรับปรุงการซึมผ่านภายใต้แรงกดดันของแหล่งกักเก็บที่เปลี่ยนแปลงไปถือเป็นอีกประเด็นสำคัญ การขยายตัวของรอยแตกในหินที่อยู่ภายใต้แรงกดดันการปิดตัวสูงมักนำไปสู่การลดลงของความกว้างของรอยแตกหรือการปิดตัวก่อนกำหนด ซึ่งส่งผลเสียต่อการนำไฟฟ้า เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงมีการใช้กลยุทธ์หลายอย่าง:

• เทคโนโลยีการเจาะรูแบบเชื่อมโยงความเครียด:วิธีนี้ช่วยให้สามารถควบคุมการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปรับสมดุลระหว่างพลังงานที่ใช้ในการกระตุ้นและการขยายตัวของเครือข่ายรอยแตกให้เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น ในแอ่งจีหยาง เทคโนโลยีนี้ช่วยลดพลังงานที่จำเป็นลงได้ 37% ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงทั้งการเชื่อมต่อและผลลัพธ์ด้านสิ่งแวดล้อมให้ดีขึ้น
• การปรับสภาพความเป็นกรดก่อนการหล่อ:การใช้ระบบกรดโพลีไฮโดรเจนหรือของเหลวเตรียมการแตกหินด้วยกรดชนิดอื่น ๆ สามารถลดแรงดันการแตกหินและลดการอุดตันของชั้นหินในระยะเริ่มต้น ซึ่งจะช่วยให้การสร้างรอยแตกหินมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น
• การสร้างแบบจำลองทางธรณีกลศาสตร์:การบูรณาการการวัดความเครียดแบบเรียลไทม์และการตรวจสอบแหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซช่วยให้สามารถคาดการณ์และปรับพารามิเตอร์การบำบัดด้วยกรด ซึ่งช่วยรักษาการนำไฟฟ้าของรอยแตกได้แม้ว่าสภาวะความเค้นในแหล่งกักเก็บจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม

วิธีการเหล่านี้ เมื่อผนวกกับสารเติมแต่งในของเหลวไฮดรอลิกแฟรกเจอร์ริ่งที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม และสูตรของของเหลวกรดแฟรกเจอร์ริ่ง จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเพิ่มขึ้นของความสามารถในการซึมผ่านจะคงอยู่ วิธีการเหล่านี้ช่วยให้ผู้ประกอบการน้ำมันสามารถขยายและรักษาเครือข่ายรอยแตก เพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของหินที่มีรูพรุนต่ำ และสนับสนุนการสกัดทรัพยากรในระยะยาว

โดยสรุปแล้ว ด้วยการผสมผสานระหว่างเทคนิคการกัดกรดที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ระบบควบคุมกรดขั้นสูง และกลยุทธ์การแตกหินที่อิงตามหลักธรณีกลศาสตร์ วิธีการกระตุ้นแหล่งกักเก็บปิโตรเลียมสมัยใหม่จึงมุ่งเน้นทั้งการเพิ่มพื้นที่การระบายไฮโดรคาร์บอนในทันทีให้สูงสุด และการรักษาการนำไฟฟ้าของรอยแตกที่จำเป็นต่อประสิทธิภาพการผลิตอย่างต่อเนื่อง

บทสรุป

การวัดและปรับความหนืดของของเหลวที่ใช้ในการแตกหินด้วยกรดอย่างมีประสิทธิภาพเป็นหัวใจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างรอยแตก การกัดเซาะด้วยกรด และการระบายน้ำมันจากแหล่งกักเก็บน้ำมันในระยะยาวในชั้นหินดินดาน แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดนั้นมาจากการทำความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับพลศาสตร์ของของเหลวภายใต้สภาวะของแหล่งกักเก็บ รวมถึงการบูรณาการข้อมูลจากห้องปฏิบัติการและภาคสนามเพื่อให้มั่นใจได้ถึงความเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงานจริง