СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА: МЕТОДЫ И ВЫБОР - НАУКА - 2026

Системы искусственной добычи - это процессы, используемые в нефтяных скважинах для повышения давления в пласте и, таким образом, стимулирования подъема нефти на поверхность.

Когда естественная импульсная энергия резервуара недостаточно сильна, чтобы вытолкнуть нефть на поверхность, для получения большего количества материала используется искусственная система.

Источник: pixabay.com

В то время как некоторые скважины содержат давление, достаточное для того, чтобы нефть могла подняться на поверхность без необходимости проведения какой-либо стимуляции, в большинстве случаев этого не происходит, поэтому требуется искусственная система.

Из примерно 1 миллиона нефтяных и газовых скважин, добываемых в мире, только 5% имеют естественный поток, что делает почти всю мировую добычу нефти и газа зависимой от эффективных операций искусственных систем добычи.

Даже в тех скважинах, которые изначально имеют естественный приток к поверхности, это давление со временем снижается. Для них также требуется использование искусственной системы.

методы

Несмотря на то, что существует несколько методов создания искусственной добычи, два основных типа искусственных систем - это насосные системы и газлифтные системы.

Например, в США 82% скважин используют механические рокеры, 10% используют газлифт, 4% используют погружные электрические насосы и 2% используют гидравлические насосы.

Насосные системы

Система механической откачки

В этой системе используется оборудование на поверхности и под ней для увеличения давления и выталкивания углеводородов на землю. Механические насосы - это хорошо известные коромысла, которые можно встретить в береговых нефтяных скважинах.

На поверхности качелька качается вперед-назад. Он связан с цепочкой штанг, называемых насосными штангами, которые погружаются в скважину.

Штанги присоединены к штанговому насосу, который устанавливается в составе труб у забоя скважины.

Когда коромысло колеблется, он приводит в действие цепь штанги, штангу и штанговый насос, работая аналогично поршням в цилиндре.

Штанговый насос поднимает нефть со дна скважины на поверхность. Обычно насосные агрегаты приводятся в действие электронным или бензиновым двигателем, называемым первичным двигателем.

Чтобы насосная система функционировала должным образом, используется редуктор скорости, обеспечивающий устойчивое движение насосного агрегата.

Гидравлическая насосная система

В этой насосной системе используется гидравлический насос со дна скважины вместо насосных штанг, чтобы вывести нефть на поверхность. Производство прижимается к поршням, в результате чего давление и поршни поднимают жидкости на поверхность.

Подобно физике, применяемой к водяным колесам, приводящим в движение древние мельницы, природная энергия используется в стволе скважины для вывода продукции на поверхность.

Гидравлические насосы обычно состоят из двух поршней, расположенных один над другим и соединенных стержнем, который перемещается вверх и вниз внутри насоса.

И наземные гидравлические насосы, и подземные гидравлические насосы работают на чистой нефти, ранее добытой из скважины.

Насос на поверхности направляет чистое масло по трубам к гидравлическому насосу, установленному под землей в самой нижней части трубопроводной цепи. Пластовые флюиды отправляются на поверхность по второй параллельной цепочке труб.

Электрическая погружная насосная установка

В электрических погружных насосных системах используется центробежный насос ниже уровня пластовых флюидов. Насос, подключенный к длинному электродвигателю, состоит из нескольких рабочих колес или лопастей, которые перемещают жидкости в скважине.

Вся система устанавливается внизу цепочки трубопроводов. Электрический кабель проходит по всей длине колодца и соединяет насос с источником электричества на поверхности.

Электрический погружной насос использует искусственную добычу, вращая рабочие колеса на валу насоса, которые оказывают давление на окружающие жидкости, заставляя их подниматься на поверхность.

Погружные электронасосы производятся массово и могут поднимать более 25 000 баррелей жидкости в день.

Газлифтная система

Как новая система искусственной добычи, газлифт закачивает сжатый газ в скважину для восстановления давления, тем самым заставляя добывать. Даже когда скважина работает без искусственного подъемника, часто используется естественная форма газлифта.

Закачиваемый газ, в основном азот, снижает давление на забое скважины за счет уменьшения вязкости флюидов в скважине. Это, в свою очередь, облегчает вытекание жидкостей на поверхность. Обычно нагнетаемый газ - это тот же рециркулируемый газ, который добывается в нефтяной скважине.

Хотя у нее очень мало устройств на поверхности, эта система является оптимальным выбором для применения на море. В скважине сжатый газ закачивается в трубное кольцо, поступая в скважину через многочисленные точки доступа, называемые газлифтными клапанами.

Когда газ входит в трубку на этих различных стадиях, он образует пузырьки, сбрасывает жидкости и снижает давление.

Выбор искусственной производственной системы

Чтобы получить максимальный потенциал разработки любой нефтяной или газовой скважины, необходимо выбрать наиболее эффективную систему искусственной добычи. Критерии, которые исторически использовались для выбора искусственной системы для конкретной скважины, широко варьируются в отрасли:

- Опыт оператора.

- Какие искусственные системы доступны для установки в определенных регионах мира.

- Искусственная система, работающая в смежных или подобных скважинах.

- Определите, какие системы будут внедрены с желаемой скоростью и с требуемой глубины.

- Оцените списки преимуществ и недостатков.

- Экспертные системы для отбрасывания и выбора систем.

- Оценка первоначальных затрат, операционных затрат, производственных мощностей и т. Д. с использованием экономики в качестве инструмента выбора, как правило, на основе приведенной стоимости.

В большинстве случаев критерием отбора служит искусственная производственная система, которая лучше всего показала себя в аналогичных областях. Кроме того, доступное оборудование и услуги позволяют легко определить, какая система искусственного производства будет применяться.

Однако, когда часть сценария потребует значительных затрат для поддержания высоких дебитов в скважинах, разумно рассмотреть большинство доступных методов оценки и выбора.

Ссылки

1. Rigzone (2019). Как работает искусственный лифт? Взято с сайта: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Основы искусственных производственных систем. Взято с: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Искусственный лифт. Взято с: slb.com.
4. Петровики (2019). Искусственный лифт. Взято с: petrowiki.org.
5. Википедия, бесплатная энциклопедия (2019). Искусственный лифт. Взято с: en.wikipedia.org.