إن إنتاج مكامن النفط والغاز التقليدية يتناقص عاما بعد عام، وهو غير قادر على تلبية الطلب المتزايد، مما يحتم زيادة إنتاج النفط والغاز غير التقليدي في بلدي. في السنوات الأخيرة، دخل استكشاف وتطوير موارد النفط والغاز غير التقليدية مرحلة جديدة، حيث تمثل الاحتياطيات المؤكدة حديثًا أكثر من -ثلثي إجمالي الاحتياطيات المؤكدة، مما يجعلها مصدرًا مهمًا لنمو موارد النفط والغاز في المستقبل. تتميز مكامن النفط والغاز غير التقليدية عادة بخصائص مثل انخفاض المسامية والنفاذية، وعدم التجانس القوي، وعمق الدفن الكبير، والإنتاج الأولي المنخفض. تعد تقنية التكسير الهيدروليكي أحد الإجراءات الرئيسية لزيادة إنتاج آبار النفط والغاز. مائع التكسير هو مائع العمل في عمليات التكسير الهيدروليكي، ويحدد أدائه واستقراره بشكل مباشر تأثير التكسير.
يحتوي سائل التكسير على إضافات مختلفة وهو مائع عمل غير متجانس وغير مستقر. يشتمل نظامها عادةً على الماء، والمكثفات، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، ومثبتات الطين، والمبيدات الحيوية، والقواطع، وأدوات ضبط الأس الهيدروجيني، وعوامل التحكم في فقدان السوائل، والمواد الداعمة. غالبًا ما تحتوي موائع التكسير على واحد أو أكثر من أنواع المواد الخافضة للتوتر السطحي لتقليل التوتر السطحي والتوتر السطحي، الأمر الذي لا يحسن معدل التدفق الراجع لمائع التكسير فحسب، بل يسهل أيضًا التشرب وإزاحة الزيت. يتم تصنيف سوائل التكسير إلى أنواع تعتمد على الماء-، وأنواع تعتمد على الزيت-، وأنواع تعتمد على الكحول- وفقًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية (وسط التشتت)، وتكون سوائل التكسير ذات الأساس المائي- هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. أثناء عملية التكسير، ينقل مائع التكسير الطاقة لتكسير الصخور، وتمديد الكسور، ومن ثم حمل الدعامات إلى الكسور. يحتاج عادةً إلى امتلاك خصائص مثل مقاومة القص، وإمكانية تعليق الدعامة، والاحتكاك المنخفض، ومقاومة درجة الحرارة، وانخفاض فقدان السوائل، وانخفاض البقايا، وانخفاض تلف الخزان، وسهولة التدفق الارتجاعي، والتوافق الجيد، وفعالية التكلفة-.
النقع هو مرحلة ما بعد التكسير الهيدروليكي وقبل الإنتاج، والتي تحدث خلالها عمليات مقترنة معقدة مثل تكسير تدفق السوائل، والتشرب، والتفاعلات الكيميائية. يمكن لسائل التكسير المتبقي في التكوين أن يزيد من تعقيد الكسور اللاحقة-من خلال التشرب. تدخل مكونات الترطيب في مائع التكسير، مدفوعة بقوى شعرية، إلى المسام الدقيقة على طول الكسور وتزيح الزيت بداخلها، مما يزيد من طاقة تدفق مائع التكوين، مما يتسبب في تقارب الزيت مع الكسور، مما يعزز تأثير إزاحة الماء-للزيت، وفي النهاية زيادة معدل الإنتاج والاسترداد. في الوقت الحالي، اعتمدت بعض الكتل في حقل نفط تشانغتشينغ وحقل تشينغهاي وحقل داتشينغ طريقة النقع بعد التكسير، مما أدى إلى تحقيق نتائج جيدة في تحسين الإنتاج. يعد وقت النقع عاملاً أساسيًا يؤثر على التأثير المتوقع للنقع. تظهر نتائج المحاكاة والتجريب أن زيادة وقت النقع بشكل مناسب يساعد على زيادة الإنتاج، ولكن وقت النقع الطويل بشكل مفرط سيزيد من مقاومة طرد النفط/الغاز.
يؤثر التدفق الراجع لمائع التكسير بعد التكسير على حالة تعديل المكمن وتأثير تعزيز الإنتاج. يعد معدل التدفق الراجع أحد معايير التقييم لدرجة تدفق مائع التكسير. تظهر البيانات الميدانية أن معدل التدفق الراجع لمعظم آبار الغاز أقل من 50%، وبعضها أقل من 5%. في المرحلة الأولية من التدفق الراجع، تنغلق الكسور المفتوحة، مما يسد القنوات بين الكسور الرئيسية، ولا يمكن لسائل التكسير أن يتدفق خارج الخزان بسلاسة؛ نظرًا للنفاذية المنخفضة للغاية للخزان والقوة الشعرية المسامية الكبيرة، يتم دفع مائع التكسير في الكسور للتسرب إلى المصفوفة الصخرية العميقة، لكن هذا يعيق التدفق الراجع لمائع التكسير؛ تخلق أملاح التكوين الذائبة في مائع التكسير فرقًا كبيرًا في الجهد الكيميائي بين مائع التكسير المحقون ومياه التكوين، مما يعيق التدفق الراجع لمائع التكسير، مما يؤدي إلى انخفاض معدل التدفق الراجع. يؤثر محتوى الطين ووقت نقع سائل التكسير أيضًا على كفاءة التدفق الراجع. يتوسع الطين في الحجم عند تعرضه للماء وله قدرة قوية على الاحتفاظ بالماء، ويمتص كمية أكبر من السوائل مقارنة بسعة مساحة المصفوفة الموجودة فيه. لمثل هذه الخزانات، يجب إضافة مثبتات الطين. يرتبط معدل التدفق الراجع ارتباطًا مباشرًا بالتدفق الارتجاعي الداعم والأضرار الثانوية للخزان. ولذلك، فإن البحث المستهدف حول تدفق مائع التكسير استنادًا إلى خصائص المكمن مفيد في تحسين إنتاج النفط والغاز.
إن عملية التكسير-النقع- هي عملية هندسية متكاملة، حيث تكون كل مرحلة مترابطة. تؤثر عملية التكسير على النقع اللاحق والتدفق الراجع، وبالتالي، يجب ألا يلبي مائع التكسير متطلبات الأداء للتكسير فحسب، بل يجب أيضًا أن يأخذ في الاعتبار احتياجات النقع والتدفق الراجع. يؤدي هذا إلى المفهوم الأساسي للتكسير المتكامل-النقع-سائل العمل المتدفق لخزانات النفط والغاز غير التقليدية. يعد التكسير المتكامل-النقع-سوائل العمل المتدفقة اتجاهًا متطورًا، مما يجعل تطوير سوائل العمل المتكاملة متعددة الوظائف أمرًا ضروريًا.
يؤثر مائع التكسير، باعتباره "دم" عمليات التكسير، على التكسير والنقع والتدفق الراجع وإنتاج النفط. يجب أن تواكب أبحاث السوائل العاملة الاتجاهات السائدة في مجال استكشاف موارد النفط والغاز وتطويرها، وينبغي تحسين وظائفها بشكل متزايد بناءً على خصائص تطوير الخزان والخصائص الفيزيائية. تحتاج سوائل التكسير إلى تلبية متطلبات الأداء لإنشاء الكسر، وتعليق الدعامة، ودعم الكسر، وتجديد الطاقة أثناء مرحلة التكسير، مع الأخذ في الاعتبار أيضًا احتياجات مرحلتي النقع والتدفق الراجع. تتمتع إضافات البوليمر بقدرات قوية على زيادة اللزوجة-ولكن من الصعب أن تتحلل تمامًا وتترك بقايا كبيرة؛ تتميز سوائل التكسير النظيفة بتوتر سطحي/بيني منخفض ولكن خصائصها الميكانيكية سيئة وتكاليفها مرتفعة؛ تتمتع سوائل العمل القائمة على الرغوة - بفقدان منخفض للسوائل والحد الأدنى من تلف الخزان، ولكن قدرة تحمل الدعامة ضعيفة. اعتمادًا على الاحتياجات المحددة، يتم تطوير كل نوع من المواد المضافة إلى نظام سائل عمل مناسب، والذي يتم بعد ذلك دمجه مع العملية لتشكيل طريقة تشغيل فريدة. يمكن لسوائل العمل المتكاملة، إلى حد ما، تقليل تكاليف التشغيل، وتبسيط الإجراءات، وتخفيف الأضرار الثانوية للخزان. إن الاستخدام المشترك لوسائط العمل المتعددة، أو استخدام الطرق الكيميائية لتطعيم المجموعات الوظيفية لتحسين أداء سوائل العمل، هو الاتجاه المستقبلي لتطوير سوائل العمل، ويحمل أيضًا آفاق تطوير كبيرة في مجالات مثل الاستخلاص المعزز للنفط، والتوصيل والتحويل المؤقتين، وحماية البيئة منخفضة الكربون.
