ШТУЧНІ ВИРОБНИЧІ СИСТЕМИ: МЕТОДИ ТА ВИБІР - НАУКА - 2025

Системи штучного виробництва - це процеси, що застосовуються в нафтових свердловинах для підвищення тиску в резервуарі і, таким чином, заохочують підняття нафти на поверхню.

Коли енергія природного імпульсу резервуара недостатньо сильна для виштовхування нафти на поверхню, для отримання більшої кількості матеріалу використовується штучна система.

Джерело: pixabay.com

Хоча деякі свердловини містять достатній тиск, щоб нафта піднімалася на поверхню, не виконуючи жодної стимуляції, більшість не потребує штучної системи.

З розрахунку 1 мільйон нафтових і газових свердловин, вироблених у світі, лише 5% протікає природним шляхом, завдяки чому майже все виробництво нафти і газу у світі залежить від ефективних операцій штучних виробничих систем.

Навіть для тих свердловин, які спочатку мають природний потік на поверхню, цей тиск з часом вичерпується. Для них також потрібне використання штучної системи.

Методи

Хоча існує кілька методів досягнення штучного виробництва, два основні типи штучних систем - це насосні системи та газонавантажувальні системи.

Наприклад, у США 82% свердловин використовують механічні качалки, 10% використовують газовий підйомник, 4% використовують електричні заглибні насоси і 2% використовують гідравлічні насоси.

Насосні системи

Механічна насосна система

Ця система використовує обладнання на поверхні та під нею для підвищення тиску та виштовхування вуглеводнів у землю. Механічні насоси - це добре відомі скельні озброєння, які можна побачити в морських нафтових свердловинах.

На поверхні рокер гойдається вперед-назад. Він з'єднаний з ланцюжком стрижнів, званим присосками, які занурюються в свердловину.

Насосні стрижні з’єднуються з насосом присосу, який встановлюється у складі труб біля дна свердловини.

Коли коромисла коливається, цим керують стрижневий ланцюг, присмоктувальний стрижень і насос присосу, що працює аналогічно поршням у циліндрі.

Насос стержневого насоса піднімає нафту з дна свердловини на поверхню. Як правило, насосні агрегати працюють в електронному вигляді або за допомогою бензинового двигуна, який називається основним двигуном.

Для того, щоб насосна система працювала належним чином, використовується редуктор швидкості, щоб забезпечити стабільний рух насосного агрегату.

Гідравлічна насосна система

Ця насосна система застосовує гідравлічний насос із дна свердловини замість присмоктувальних стрижнів для виведення нафти на поверхню. Виробництво примушується до поршнів, викликаючи тиск і поршні для підняття рідини на поверхню.

Подібно до фізики, застосованої до водяних коліс, що приводять у рух стародавні млини, природна енергія використовується в стовбурі свердловини для виведення виробництва на поверхню.

Гідравлічні насоси, як правило, складаються з двох поршнів, один зверху іншого, з'єднаних стрижнем, який рухається вгору і вниз всередині насоса.

Як поверхневі гідравлічні насоси, так і підземні гідравлічні насоси живляться чистою нафтою, попередньо витягнутою з свердловини.

Насос на поверхні відправляє чисте масло через труби до гідравлічного насоса, встановленого під землею, в нижній частині трубопроводу. Рідини пласта направляються на поверхню другим паралельним ланцюгом труб.

Електрична підводний насосна система

Електричні заглибні насосні системи використовують відцентровий насос нижче рівня пластових рідин. Підключений до довгого електродвигуна, насос складається з декількох крильчаток або лопатей, які переміщують рідини всередині свердловини.

Вся система встановлена ​​в нижній частині трубопроводу. Електричний кабель проходить по довжині свердловини і підключає насос до джерела електроенергії на поверхні.

Електричний заглибний насос застосовує штучне виробництво, обертаючи крильчатки на валу насоса, які чинять тиск на навколишні рідини, змушуючи їх підніматися на поверхню.

Електричні заглибні насоси є масовими виробниками, і вони можуть підняти більше 25 000 барелів рідини на день.

Система підйому газу

Будучи штучною системою штучного виробництва, газовий підйомник впорскує стиснений газ у свердловину для відновлення тиску, тим самим змушуючи його виробляти. Навіть коли свердловина протікає без штучного підйому, вона часто використовує природний газовий підйомник.

Газ, що вводиться, переважно азот, знижує тиск на дні свердловини за рахунок зменшення в'язкості рідин у свердловині. Це, в свою чергу, змушує рідини легше витікати на поверхню. Зазвичай газ, який вводиться, - це той самий перероблений газ, який виробляється в нафтовій свердловині.

Хоча на поверхні дуже мало одиниць, ця система є оптимальним вибором для використання в офшорних зонах. У свердловину стиснений газ впорскується в трубне кільце, потрапляючи в свердловину через численні точки доступу, звані газозабірними клапанами.

Коли газ надходить в трубку на цих різних стадіях, він утворює бульбашки, звільняє рідину і знижує тиск.

Вибір штучної системи виробництва

Для отримання максимального потенціалу розвитку з будь-якої нафтової або газової свердловини необхідно вибрати найбільш ефективну систему штучного виробництва. Критерії, які використовувались історично для вибору штучної системи для конкретної свердловини, сильно різняться в галузі:

- Досвід оператора.

- Які штучні системи доступні для встановлення в певних районах світу.

- штучна система, що працює в суміжних або подібних свердловинах.

- Визначте, які системи будуть впроваджуватися з потрібною швидкістю та з необхідної глибини.

- Оцініть переліки переваг та недоліків.

- Експертні системи для відмови та вибору систем.

- Оцінка початкових витрат, експлуатаційних витрат, виробничих потужностей тощо. із використанням економіки як інструменту відбору, як правило, виходячи з теперішньої вартості.

У більшості випадків критерієм відбору виступає система штучного виробництва, яка найкраще працює в подібних галузях. Крім того, наявне обладнання та послуги можуть легко визначити, яка система штучного виробництва буде застосовуватися.

Однак, коли частина сценарію потребує значних витрат на підтримку високих темпів видобутку свердловин, доцільно розглянути більшість доступних методів оцінки та відбору.

Список літератури

1. Rigzone (2019). Як працює штучний підйомник? Взято з: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Основи систем штучного виробництва. Взято з: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Шлюмбергер (2019). Штучний підйом. Взято з: slb.com.
4. Петровики (2019). Штучний підйом. Взято з: petrowiki.org.
5. Вікіпедія, безкоштовна енциклопедія (2019). Штучний підйом. Взято з: en.wikipedia.org.