Tại sao cáp sưởi bọc thép tốt lại thay thế hơi nước trong quá trình thu hồi dầu nặng

Việc phun hơi nước có vấn đề - và ngành công nghiệp biết điều đó

Các bể chứa dầu nặng chiếm một phần đáng kể trong trữ lượng dầu thô toàn cầu, tuy nhiên độ nhớt cao của chúng khiến việc sản xuất trở nên khó khăn. Phun hơi nước từ lâu đã là phương pháp thu hồi nhiệt mặc định, nhưng nó không thành công ở các giếng sâu, thành tạo có độ thấm thấp và môi trường ngoài khơi nơi tổn thất nhiệt khiến phương pháp này không khả thi về mặt kinh tế. Giải pháp thay thế để đạt được lực kéo trên các mỏ dầu từ Liaohe đến Daqing là hệ thống sưởi cảm ứng điện hạ cấp - cụ thể là sử dụng Cáp chữ T sưởi ấm bọc thép đặc biệt của Oil Well cung cấp nhiệt chính xác ở nơi cần thiết.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Công nghệ Dầu khí Canada đã xác nhận rằng ngay cả một bộ phận làm nóng điện trở có công suất khiêm tốn cũng có thể tăng cường thu hồi dầu nặng gấp nhiều lần so với sản xuất không sử dụng nhiệt - với chi phí dầu tăng thêm thấp đến mức 1,25 USD mỗi thùng . Con số đó làm thay đổi tính kinh tế của các giếng trước đây được coi là cận biên.

Cáp chữ T sưởi ấm bọc thép thực sự có tác dụng như thế nào

Nguyên tắc rất đơn giản: độ nhớt của dầu thô giảm mạnh khi nhiệt độ tăng. Dầu nặng ở điều kiện vỉa chứa có thể có độ nhớt vượt quá 1.000 cP; sưởi ấm nhẹ nhàng có thể làm giảm điều đó theo một mức độ lớn, cho phép chất lỏng chảy tự do đến máy bơm bề mặt mà không cần phụ gia hóa học hoặc trộn với dầu thô nhẹ hơn.

Một cáp chữ T gia nhiệt có bọc thép mang dòng điện xoay chiều xuống lỗ, tạo ra nhiệt điện trở dọc theo chiều dài cáp. Cấu hình "T" đề cập đến bố cục ba dây dẫn giúp cân bằng tải pha và tối đa hóa độ đồng đều nhiệt trong khoảng thời gian mục tiêu. Cấu trúc bên ngoài bọc thép - thường được chế tạo từ các loại thép không gỉ như 316L, 2205 hoặc 2507 - bảo vệ các dây dẫn bên trong khỏi áp suất giếng, nước muối ăn mòn và mài mòn cơ học trong quá trình chạy và thu hồi.

Không giống như các hệ thống sưởi ấm vỏ cố định yêu cầu bộ cách ly trong dây vỏ, hệ thống dựa trên cáp có thể được triển khai trên ống đuôi và được lấy ra để sửa chữa. Điều này quan trọng về mặt vận hành: giếng không cần sửa đổi vĩnh viễn và hệ thống cáp có thể được chuyển sang giếng khác nếu hồ sơ sản xuất thay đổi.

Thông số kỹ thuật chính quyết định hiệu suất

Việc lựa chọn cáp phù hợp cho một giếng nhất định đòi hỏi phải kết hợp các thông số vật lý của cáp với điều kiện hạ cấp. Bảng dưới đây tóm tắt phạm vi thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho cáp sưởi bọc thép cấp công nghiệp được sử dụng trong các ứng dụng mỏ dầu:

Sự lựa chọn vật liệu không phải là mỹ phẩm. 316L phù hợp với môi trường ăn mòn vừa phải và hầu hết các giếng dầu nặng trên bờ. Lớp song công 2205 và 2507 được chỉ định khi vấn đề ăn mòn ứng suất do clorua gây ra - phổ biến ở các thành tạo ven biển và ngoài khơi có độ mặn cao. hợp kim 825 cung cấp thêm khả năng chống lại axit khử và thường được chọn cho các giếng có hàm lượng H₂S đáng kể. Dòng sản phẩm CT70–CT130 bao gồm các loại ống cuộn có độ bền cao trong đó tải trọng cơ học trong quá trình triển khai là nguyên nhân thiết kế chính.

Chiều dài cáp liên tục lên tới 5.000 m giúp loại bỏ các mối nối giữa dây, đây là điểm hư hỏng phổ biến nhất trong các hệ thống sưởi dưới hố. Việc xây dựng liền mạch, không bị gián đoạn trên toàn bộ chiều sâu giếng là một lợi thế đáng tin cậy về độ tin cậy.

Sáu lợi ích hoạt động đáng định lượng

Trường hợp sưởi ấm bằng cảm ứng điện tốt nhất nên được thực hiện bằng các thuật ngữ cụ thể hơn là các tuyên bố chung chung. Ưu điểm của hệ thống chuyển trực tiếp thành kết quả chi phí và sản xuất có thể đo lường được:

• Tính lưu động bền vững: Nhiệt độ hạ cấp ổn định ngăn chặn sự tăng đột biến của độ nhớt làm nghẹt dòng chảy trong chu kỳ khởi động nguội hoặc nhiệt độ môi trường giảm.
• Giảm hoặc loại bỏ việc phun hóa chất: Chất ức chế parafin, chất cải thiện dòng chảy và pha trộn chất pha loãng trở nên không cần thiết hoặc giảm đáng kể khi nhiệt độ được kiểm soát một cách cơ học.
• Rủi ro môi trường thấp hơn: Loại bỏ việc phun hóa chất giúp giảm thiểu việc xử lý bề mặt, nguy cơ tràn và lượng hóa chất trong nước sản xuất — một yếu tố ngày càng quan trọng trong việc thắt chặt các quy định về môi trường.
• Cải thiện tỷ lệ phục hồi: Trong các thử nghiệm thực địa được ghi nhận trên các giếng ngang có chiều dài cống 500 m, hệ thống sưởi bằng điện ở lỗ khoan đã tăng năng suất giếng và hệ số thu hồi tổng thể của hồ chứa một cách đáng kể.
• Sản xuất ổn định, có thể dự đoán được: Lỗ hạ nhiệt đồng nhất về nhiệt làm giảm sự khác biệt trong sản xuất, giúp các cơ sở bề mặt dễ dàng vận hành hơn ở công suất thiết kế.
• Tổng chi phí nâng thấp hơn: Khi tính đến việc pha trộn chất pha loãng, các chương trình hóa học và công việc sửa chữa thường xuyên, tổng chi phí sưởi ấm bằng điện được so sánh thuận lợi trong hầu hết các kịch bản sản xuất dầu nặng.

Những lợi ích này áp dụng như nhau cho các mỏ trên bờ sản xuất dầu thô có hàm lượng sáp cao, các giàn khoan ngoài khơi xử lý dầu cực nặng và các quy trình thu hồi nhiệt đá phiến - tất cả các lĩnh vực ứng dụng được công nhận cho công nghệ cáp này.

Ghép nối cáp sưởi với cơ sở hạ tầng lỗ thoát nước phù hợp

Cáp sưởi không hoạt động độc lập. Nó hiệu quả nhất khi được tích hợp với một thiết kế hoàn thiện tốt để hỗ trợ nó. Việc triển khai ống đuôi yêu cầu các bộ kẹp và bộ tập trung tương thích để ngăn cáp tiếp xúc trực tiếp với thành vỏ, điều này sẽ tạo ra các điểm nóng cục bộ. Các trục phun hóa chất thường được lắp đặt trong cùng một chuỗi để xử lý chất chống paraffin trong giai đoạn khởi động.

Để theo dõi nhiệt độ hệ thống trong suốt khoảng thời gian gia nhiệt, cảm biến nhiệt độ phân tán (DTS) sử dụng cáp thử nghiệm sợi quang bằng thép không gỉ cung cấp các cấu hình nhiệt độ theo thời gian thực liên tục - xác nhận rằng bộ phận làm nóng đang cung cấp nhiệt đồng đều và cho phép điều chỉnh công suất trước khi bất kỳ sự bất thường nào về nhiệt phát triển thành vấn đề.

Việc phun chất lỏng để ức chế cáu cặn hoặc ăn mòn có thể được thực hiện thông qua một đường ống điều khiển thủy lực bằng thép không gỉ chạy dọc theo cáp sưởi, đảm bảo phân phối hóa chất chính xác mà không cần can thiệp vào đường dây riêng.

Khi nào cần chỉ định cáp sưởi bọc thép thay thế

Sưởi ấm bằng điện không phải là giải pháp phù hợp cho mọi giếng. Việc phun hơi vẫn có tính cạnh tranh trong các bể chứa nông, có độ thấm cao và khả năng giữ nhiệt tốt. Nhưng đối với các giếng sâu hơn 1.000 m, các vị trí ngoài khơi, các hồ chứa mỏng có tổn thất dẫn nhiệt cao hoặc các thành tạo nhạy cảm với nước - hệ thống cáp sưởi bọc thép thường là lựa chọn hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.

Việc lựa chọn Cáp chữ T sưởi ấm bọc thép đặc biệt của Oil Well phải dựa trên bốn yếu tố: độ sâu và độ lệch của giếng mục tiêu, nhiệt độ và đường bao áp suất trong lỗ khoan, độ ăn mòn của chất lỏng được tạo ra và liệu việc lắp đặt sẽ là vĩnh viễn hay có thể phục hồi được. Việc có được bốn thông số đó ngay ở giai đoạn thông số kỹ thuật sẽ loại bỏ phần lớn các vấn đề về hiệu suất tại hiện trường trước khi cáp đi vào giếng.

Đối với các kỹ sư đánh giá công nghệ này cho một ứng dụng hiện trường cụ thể, dữ liệu được công bố từ các mỏ bao gồm các mỏ dầu Liaohe và Daqing - nơi các dây cáp này hoạt động trong điều kiện dầu nặng và dầu thô có hàm lượng sáp cao - cung cấp đường cơ sở hiệu suất hữu ích để so sánh với kỳ vọng.