Vật liệu tổng hợp cấu trúc đa dạng của Exel Composites (DSC) đã phát triển các thanh composite carbon nhúng sợi quang cho hệ thống can thiệp tốt cải tiến của công ty Na Uy Ziebel. Chuyên môn của DSC trong việc ép đùn sợi carbon cho phép chế tạo chính xác các thanh có đường kính 15 mm với lõi sợi làm cảm biến thu thập những hiểu biết thời gian thực về hiệu suất tốt không thể với các phương pháp thông thường.
Hệ số khôi phục nâng cao
Được thành lập vào năm 2006, Ziebel đặt mục tiêu trở thành một yếu tố trong việc tăng cường thu hồi dầu thông qua các công nghệ và giải pháp sáng tạo. Để đưa ra quyết định sáng suốt, nhóm khoan và hoàn thiện dầu cần thông tin chi tiết về dòng chất lỏng trong và xung quanh lỗ khoan trong quá trình sản xuất hoặc tiêm. Dữ liệu này thường được thu thập bằng cách sử dụng các công cụ ghi nhật ký sản xuất, nhưng cách tiếp cận này là thách thức về mặt hoạt động và cung cấp thông tin cụ thể về thời gian và vị trí cụ thể. Công nghệ độc quyền của Ziebel, dựa trên hệ thống sợi quang phân tán (DFO) Z, không có nhiều hạn chế hạn chế hiệu quả khai thác gỗ truyền thống, cung cấp hiểu biết tốt hơn về hành vi của giếng và hồ chứa.
Tại trung tâm của Ziebel Z-System là thanh cáp quang có đường kính 6,2 km, dài 15 mm (Z-bar) do DSC tạo ra, gắn chắc chắn nhiều cáp trong môi trường khắc nghiệt. Thông thường, thanh được triển khai vào một sản xuất hoặc tiêm tốt trong 48 giờ, nơi mà các cảm biến sợi quang đo nhiệt độ và rung động âm thanh dọc theo chiều dài của nó. Điều này cho phép một loạt các ứng dụng - bao gồm phân phối dòng chảy, trực quan chuyển động chất lỏng, phát hiện rò rỉ và giám sát chất lỏng kích thích - để quản lý tốt và hồ chứa quan trọng.
Hệ thống cảm biến dựa trên hỗn hợp này có nhiều ưu điểm hơn. Các thanh carbon cho phép các đoạn thẳng ngang vì các thanh phức hợp nhẹ và cứng có thể “đẩy” từ bề mặt đến các mặt cắt ngang thường được sử dụng trong các giếng ngày nay, điều này là không thể với các công cụ thông thường chạy trên cáp trừ khi máy kéo điện tốt. Ngoài ra, các thanh carbon có đường kính nhỏ có thể đi vào giếng với đường kính bên trong giới hạn và hình học khó, các công cụ khác không vượt qua, có tác dụng nghẹt thở tối thiểu trên giếng, và không giống như kim loại, chúng trơ vào hầu hết các vật liệu có hại và ăn mòn. Trong một môi trường downhole.
Quy trình sản xuất mạnh mẽ
Năm 2006, Ziebel đã liên lạc với chuyên gia pultrusion sợi carbon của Mỹ DSC để phát triển và sản xuất các thanh composite mạnh mẽ cho công nghệ can thiệp sợi quang trong lĩnh vực dầu khí. Để đảm bảo sự kết hợp cần thiết của sức mạnh, độ cứng và khả năng chống ăn mòn cần thiết cho ứng dụng này, DSC đã chọn một loại nhựa epoxy dẻo độc quyền và các sợi carbon cụ thể được lựa chọn thông qua thử nghiệm rộng rãi để tối đa hóa tính chất cơ học. Nhựa này đặt ra một yêu cầu đặc biệt khó khăn cho quá trình pultrusion bởi vì nó đòi hỏi phải bảo dưỡng rất chậm để đạt được hiệu suất tối ưu của nó. Điều này có nghĩa là để sản xuất mỗi thanh dài 6.2 km, dây chuyền ép đùn phải được vận hành liên tục mà không bị hỏng trong hơn 3 tuần.
David Lewis, Giám đốc Công nghệ và Phát triển Kinh doanh của DSC cho biết: “Chi phí xử lý sợi carbon và chất xơ cao rất cao. "Kết quả là, chúng tôi đã làm rất nhiều công việc và phát triển một quá trình pultrusion cực kỳ mạnh mẽ và dễ dàng với các biện pháp kiểm soát quá trình vượt trội để đảm bảo không có thất bại."
Ziebel và DSC đã làm việc cùng nhau để tối ưu hóa công nghệ cuộn dây để xử lý và vận chuyển các thanh pultrusion dài. Điều này cho phép các thanh sợi carbon cứng được quấn lên các cuộn có đường kính đủ nhỏ để vận chuyển từ cơ sở sản xuất DSC ở Erlanger, Kentucky, đến châu Âu và Trung Đông và Hoa Kỳ. Quá trình NDT được sử dụng để giám sát chất lượng của thanh vì sản phẩm liên tục và không thể cắt và kiểm tra được.
Sự phát triển tương lai
Ziebel cam kết mở rộng danh mục đầu tư của mình thông qua các cải tiến trong các sản phẩm Z-Rod hiện tại và các sản phẩm khác tận dụng khả năng cảm biến sợi quang và khả năng phân tích dữ liệu tiên tiến của nó.
“Chúng tôi có rất nhiều niềm tin và sự tự tin trong các đối tác DSC, điều này sẽ giúp chúng tôi tiếp tục đẩy mạnh ranh giới của vật liệu tổng hợp carbon trong môi trường khắc nghiệt khắc nghiệt của giếng dầu và khí đốt. Z-Rod thế hệ tiếp theo của chúng tôi sẽ mang lại cho chúng tôi nhiệt độ hoạt động 350 độ Fahrenheit (177 độ C) sẽ mở thêm các giếng cho dịch vụ của chúng tôi, ”Neil Gardner, phó chủ tịch công nghệ của Ziebel cho biết.
Ziebel và DSC đã ký một thỏa thuận độc quyền để phát triển và sản xuất tiên tiến sợi / composite cảm biến downhole que.
Tập đoàn pultrusion có trụ sở tại Phần Lan, Exel Composites, đã mua lại DSC vào tháng 5 năm 2018, đánh dấu sự thâm nhập vào thị trường Mỹ.
Kari Loukola, Phó chủ tịch cấp cao và Chủ tịch DSC của Exx Composites America cho biết: “Chúng tôi xin chúc mừng Ziebel về việc giới thiệu thành công hệ thống can thiệp giếng dầu cải tiến và chúng tôi mong muốn hợp tác với họ để mở rộng thêm các ứng dụng của họ”. "Dự án thể hiện rõ ràng khả năng pultrusion carbon mà DSC mang đến cho Exel Group, cũng như mở rộng toàn diện của chúng tôi, và chúng tôi hy vọng những cơ hội đáng kể trong ngành công nghiệp dầu khí cũng như các thị trường lớn khác như gió và hàng không vũ trụ."
