Theo Trung tâm Tin tức Dầu khí Trung Quốc, những năm gần đây, khi công tác thăm dò và khai thác kho báu dầu khí phi truyền thống trở thành điểm nóng, thì những khó khăn cũng liên tiếp xuất hiện. So với dầu đá phiến trong và ngoài nước, dầu đá phiến Shengli nằm sâu trong lòng đất, áp suất và nhiệt độ cao, nhiều đứt gãy – là một bài toán khai thác mang tầm cỡ thế giới.
Các mỏ đá phiến có thành giếng không ổn định, phun trào và rò rỉ cùng tồn tại, chất lỏng khoan thông thường khó thích ứng. Các vấn đề kỹ thuật như hỏng chất lỏng khoan ở nhiệt độ cao, rò rỉ nứt vỡ, ô nhiễm và cô đặc dầu thô cần được giải quyết khẩn cấp”, ông Lý Khoa – Giám đốc Trung tâm Dịch vụ Kỹ thuật Dung dịch Khoan – thuộc Công ty Kỹ thuật Dầu khí Shengli cho biết.
Tại bồn địa dầu khí ở Tân Cương, khi công tác thăm dò và khai thác tiếp cận tầng sâu và siêu sâu, 41 giếng với độ sâu 9.000 mét, nhiệt độ tầng địa chất đạt 210 độ C, tưởng chừng không thể tiếp tục vì tường giếng thường xuyên bị sập đổ, gây ra những rung chấn nhất định. Lúc này, các chuyên gia nhận định cần phải có công nghệ và dung dịch khoan mới gấp.
Vì thời gian gấp, để nâng cao hiệu quả nghiên cứu, các kỹ sư rời khỏi phòng thí nghiệm, trực tiếp đến hiện trường khoan, so sánh thực nghiệm lặp đi lặp lại, tối ưu phương án từng bước. Khi gặp vấn đề cụ thể, họ thường xuyên tổ chức hội nghị để cùng tranh luận, tháo gỡ khó khăn. Sau hàng trăm lần thử nghiệm và điều chỉnh, hệ thống dung dịch khoan nền tổng hợp kết hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) cuối cùng đã hình thành.
Năm 2017, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên sử dụng hệ thống dung dịch khoan nền tổng hợp tại khu vực đất liền trong nước, với sản lượng dầu tối đa đạt 29 tấn/ngày, thể hiện hiệu quả xuất sắc.
Nhóm nghiên cứu cũng phát triển thiết bị kiểm tra ổn định lắng đọng ở nhiệt độ cao, có thể đáp ứng điều kiện thử nghiệm áp suất 15 MPa và nhiệt độ 240 độ C – lấp đầy khoảng trống trong phương pháp cũ.
Đối với các vấn đề mất ổn định tường giếng và rò rỉ trong các khu vực ứng dụng dung dịch khoan, nhóm nghiên cứu đã phát triển chất bịt kín dạng hạt cứng kết hợp với nhựa ưa dầu, hình thành công thức bịt kín đa chiều kết hợp khung lưới, chế tạo chất bịt kín vi – nano giúp tăng độ dẻo dai và độ bền, nâng hiệu suất bịt kín lên tới 90%.
Đáng chú ý, trợ lý thông minh trích xuất và lưu trữ hồ sơ điện tử là phần mềm mới được phát triển độc lập, sử dụng chức năng lập trình mạnh mẽ của AI giúp lưu trữ tập tin tự động. Theo đó, kỹ sư chỉ cần nhấp vào nút chạy, trợ lý thông minh sẽ di chuyển giữa các hệ thống khác nhau, cho phép "chạy" một lượng lớn tệp tin và tự động tìm "trường" của chúng, giảm cường độ lao động và cải thiện hiệu quả cũng như độ chính xác của việc tổ chức dữ liệu.
Nhờ công nghệ mới, dung dịch khoan nền tổng hợp khi áp dụng tại các giếng dầu đá phiến đã giúp giảm 52,86% thời gian xử lý sự cố phức tạp, rút ngắn đáng kể chu kỳ khoan.
Nhóm nghiên cứu đã mở rộng ứng dụng dung dịch khoan nền tổng hợp tại các giếng ở bồn địa Tarim, rút ngắn chu kỳ thi công từ 180 ngày xuống còn 60 ngày, góp phần tích cực vào việc giảm chi phí phát triển dầu khí tầng sâu.
Tính đến thời điểm hiện tại, công nghệ dung dịch khoan nền tổng hợp đã được ứng dụng tại 152 giếng ở các khu vực dầu đá phiến ở Tân Cương, Trung Quốc.
