Gassløftmetode for oljeproduksjon: beskrivelse og egenskaper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Gruppen av luftløftmetoder for hydrokarbonproduksjon i olje- og gassfelt har lenge vært brukt av den innenlandske industrien som et alternativ til flytende brønnutvikling. Denne teknologien, under visse bruksbetingelser, gir betydelige økonomiske og tekniske fordeler, men krever også tilkobling av ekstra ressurser. Den optimale løsningen er i de fleste tilfeller gassløftmetoden for oljeproduksjon, der en gassblanding brukes som et aktivt løftemedium. En slik løsning rettferdiggjør seg selv på grunn av høy ytelse, men stiller også ytterligere organisatoriske krav til sikkerhet. Av denne grunn brukes metoden mest av store organisasjoner med tilstrekkelig ressursbase.

Generelle kjennetegn ved gassløftingsmetoden for oljeproduksjon

Prinsippene for luftløft, det vil si teknologien for å løfte brønnressursene til en underjordisk forekomst, ble først brukt på slutten av 1700-tallet. Fremveksten av ideen om denne metoden skyldtes den raske utviklingen av gruveteknologier, men i lang tid var dens fulle bruk begrenset av mangelen på tilstrekkelig utviklet kompressorutstyr. Forfatteren av gassløftmetoden for oljeproduksjon er den tyske ingeniøren Karl Loscher, som la frem en generell ordning for å øke ressursene ved å bruke energien til luftblandinger. I fremtiden ble teknikken gjentatte ganger optimert, modernisert og forbedret i visse aspekter av driften. Den praktiske bruken av en luftløft i industriell skala med etableringen av et teoretisk grunnlag for dens tekniske implementering begynte først på 1900-tallet. I oljefelt går den første erfaringen med å bruke gassløft tilbake til 1985.

I vår tid rettferdiggjør bruken av gassløftteknologi seg hovedsakelig i brønner med høye strømningshastigheter. Under forhold med høyt innhold av urenheter er gassløft også den mest økonomiske løsningen for å løfte ressursen til overflaten. Dette gjelder først og fremst oljeblandinger som inneholder s alter, harpikser og parafiner som gjør det vanskelig å løfte masser. Når det gjelder sammenligningen med luftløftet som sådan, kan vi si at gassløftmetoden for oljeproduksjon er en videreføring av den generelle teknologien for kunstig løfting av væsker. Bare hvis en luftblanding brukes som aktivt medium i en klassisk luftløft, så bruker en gassløft karbonholdige stoffer. Av denne grunn, en av de viktigste operasjonelleegenskapene til teknologien vurderer det spesifikke gassforbruket. I beregningen av kostnadene ved bruk av en gassheis er energikostnadene for vedlikehold og forsyning av gassblandinger ca. 30 % av totalkostnaden for prosjekter.

Anvendelsesområde for gassløftmetoden for oljeproduksjon

En høyytende brønn med høyt bunnhullstrykk er et mål for innføring av gassløft. Slike forekomster er et gunstig miljø for organisering av luftløft i prinsippet. Men praksisen med å begrense flytende metoder for oljeproduksjon bestemmer også en rekke forhold under hvilke gassløft blir den eneste mulige metoden for å arbeide på en brønn. I det minste gjør den generelle egenskapen til gassløftmetoden for oljeproduksjon som den mest tilpassede dynamisk ubalanserte hydrauliske miljøer at den kan brukes i bunnhull med lavt metningstrykk og i sandbrønner med vanskelig tilgjengelige installasjonsforhold for teknisk støtte. For eksempel kan et gassløftsystem brukes i flomforhold, i myrområder eller der det er fare for flom. Trykkindikatorer kan forresten utjevnes kunstig ved hjelp av kompressorutstyr - selv om stigningen avhenger av brønngassenergiindikatorene, kan den justeres ganske til dagens behov.

På den annen side, hvis det ikke er sentralisert forsyning av tekniske og gassmaterialer med et høyt nivå av mekanisering av produksjonsprosessen, er det bedre å bruke den tradisjonelle fonteneordningengruvedrift. Som i tilfellet med luftløft, er gassløftmetoden for oljeproduksjon en videreføring av teknologien til den flytende metoden, men i en utvidet versjon. Det er den teknologiske utvidelsen av produksjonsinfrastrukturen som ikke tillater bruk av denne metoden på små brønner, hvis drift er beregnet for korte perioder.

Teknologisk produksjonsprosess

Etter utbyggingen av brønnen dannes det strukturelle grunnlaget for spissen på overflaten, som senere fungerer som en plattform for organisering av hovedarbeidsprosessene. I nisjen til brønnhullet er en lukket tunnel organisert med kammer og overgangsventiler som fungerer som en ressursstrømregulator. Bevegelsen av det produserte fluidet oppover kanalen er hovedoperasjonsprosessen, som støttes av det forgassede mediet i bunnhullet. For å sikre gassifisering senkes et kammer med en dyse for tilførsel av den aktive blandingen ned parallelt med kanalen langs en isolert krets. Faktisk er prinsippet for gassløftmetoden for oljeproduksjon redusert til retningen av gass inn i det flytende mediet til målressursen, hvoretter løfteprosessen må finne sted. Det er viktig å merke seg at anrikning med gass-luftblandinger i seg selv ikke sikrer at væsken stiger. For denne operasjonen brukes spesielle pumper. Løftekraften avhenger av både graden av gassifisering og kraften til pumpen, som begge kan justeres. For kompleks styring av trykkindikatorer i kretsen brukes en kompressorenhet plassert på overflaten.

Produksjonsintensitetressurs kan styres av manuell mekanikk eller automatiske systemer med elektroniske sensorer. Driftsparametrene er satt i henhold til egenskapene til mottakerutstyret. Et trekk ved gassløftmetoden for oljeproduksjon er en spesiell behandling etter utvinning av ressursen. Siden væsken stiger sammen med gassblandingen, er det nødvendig med en spesiell separasjon, hvoretter den allerede rensede oljen sendes til en spesiell sump. Siden gassløft ofte brukes i miljøer med høy slurryforurensning, kan det være nødvendig med flertrinns grovfiltrering før ressursen går inn i den midlertidige lagringstanken.

Anvendt utstyr

Hele den tekniske infrastrukturen er dannet av to grupper utstyr - universelle enheter og enheter for organisering av brønnvedlikeholdsprosesser og spesielle installasjoner som brukes i drift av gassløft. Den første gruppen kan inkludere pumpesirkulasjonsutstyr, foringsrørutstyr, monteringsutstyr, metallrør for pumping, etc. Som regel er både strømnings- og gassløftmetoder for oljeproduksjon bygget på dette utstyret med mindre strukturelle forskjeller.

Når det gjelder de spesielle tekniske elementene for å realisere løfting av olje på gasskraft, inkluderer de følgende:

• Kompressor. Installasjon for vedlikehold av optim alt trykk ved injeksjon av trykkluft. For det meste brukes industrielle høyeffektsenheter,i stand til å justere parametrene for arbeidsverdien i et bredt område.
• Gassløftkammer. Det kan sies at det er kjernen i infrastrukturen for gassløft-oljeproduksjon, der hovedprosessene for å styre strømmen, distribusjonen og tilførselen av gass-luftblandinger finner sted. Dette er en metallkonstruksjon med grenrør og utløpskanaler, hvis drift reguleres av stengeventiler.
• Ventiler. I dette systemet utfører ventilen ikke bare funksjonen til å blokkere sirkulasjonen av det flytende mediet, men fungerer også som en strømningsregulator. Gassløfteventiler brukes på forskjellige nivåer av brønnhullet, noe som gir mer presis kontroll av produksjonshastigheten. Hoveddesignfunksjonen til slike ventiler kan kalles tilstedeværelsen av følsomme elementer som registrerer trykkindikatorer med høy nøyaktighet og endrer tilstanden deres avhengig av støtkraften i kontrollområdet.

Gassløft

I dette tilfellet gjenspeiler konseptet med heis den komplekse infrastrukturen til en gassheis nedsenket i en brønn. Konseptet inneholder to kanaler - for gassinjeksjon og for å løfte målvæskeressursen. Begge kanalene er organisert ved hjelp av metallrør, men de trenger ikke å være koblet til hverandre parallelt. Noen ganger er det dessuten gitt en vinkelretning på gasstilførselsrøret, som bestemmes av spesifikasjonene ved tilkobling av pumpeenheten. Konfigurasjonen av rørplassering avhenger av forholdene som gassløftmetoden for oljeproduksjon er organisert under. Bildet nedenfor illustrerer moderne teknologi.bruken av en kombinert injeksjons- og gjenvinningsstreng i en krets med en diameter på 90 til 140 mm. I dette tilfellet, uavhengig av konfigurasjonen av retningen til kanalene, både fra den øvre delen ved hodet og i den nedre delen av skoen, om mulig, er stiv fiksering av strukturen tilveiebrakt. Rørene kan også ha teknologiske hull (perforering) for frigjøring av sand og andre fremmede partikler.

Gassløft uten kompressor

Tilførsel av gass og regulering av trykkindikatorer må i prinsippet ikke utføres med støtte fra kompressorutstyr. Hvis gass- og oljefelt er lokalisert innenfor samme driftssted, kan gassløft nedihull organiseres på egen energistøtte uten kompressor. Men selv i dette tilfellet vil teknologiene for flytende og gassløftende oljeproduksjon avvike, siden utelukkelse av regulering av trykkluft fra utsiden ikke utelukker kontrollen av trykkindikatorer fra naturgass. Under slike forhold er det dessuten mulig å utføre nedihullstørking og foreløpig rensing av ressursen, noe som reduserer kostnadene ved den teknologiske prosessen.

Prosesskontroller for gassløft

Først og fremst er det verdt å understreke at gassløft krever bruk av et bredt utvalg av måleenheter som lar deg holde viktige ytelsesindikatorer under kontroll. Disse inkluderer trykk, temperatur, fuktighet og gassstrøm. Den direkte kontrollen av oljeproduksjonen i gassløftmetoden utføres ved bruk av de ovennevnte ventilene ogstengeventiler med drivsystemer drevet av generatorer på overflaten. Mer avanserte anlegg opererer under kontroll av automatiske kontroller, uten deltakelse fra operatører, og justerer parametrene for gassifisering og utvinningshastigheten av ressurser.

Fordeler med teknologi

Med hensyn til teknisk implementering er metoden ganske arbeidskrevende og kostbar, men den har en rekke positive egenskaper som rettferdiggjør bruken:

• Høy ytelse.
• Vide muligheter for strukturell tilpasning til eksterne driftsforhold og brønnparametere.
• Plitelighet og sikkerhet for gruveprosessen.
• Fleksibilitet. Denne egenskapen gjenspeiler både fordelene og ulempene ved gassløftmetoden for oljeproduksjon, som er manifestert i ulike aspekter ved bruken. For eksempel, fra en kvalifisert operatørs synspunkt, er selve kontrollprosessen ganske enkel og krever praktisk t alt ikke fysisk innsats. Men vedlikeholdspersonell har å gjøre med komplekst maskineri som krever mye arbeid og kostnader å vedlikeholde.
• Det meste av det kritiske utstyret er plassert på overflaten.
• Universaliteten til metoden.

Flaws of technology

Denne metoden kan imidlertid ikke kalles optim alt egnet for alle felt, hvis vi tar hensyn til helheten av operasjonelle faktorer, samt miljømessige og økonomiske aspekter. Til de negative sidene ved å bruke gassløftmetodenoljeproduksjon inkluderer:

• Høye kostnader for energiressurser. Vi snakker om injeksjon av gass i industrielle volumer, og kostnadene for drivstoff for generatorer som gir funksjonene til pumpeutstyr med kompressorer.
• Investeringen samsvarer kanskje ikke med verdien av gjenvunnet olje- og gassmateriale – spesielt med tanke på kostnadene ved ytterligere prosessrensing og separasjonsprosesser.
• Når store forekomster utnyttes, synker produksjonsvolumene, mens nivået på organisatorisk og teknisk støtte bør forbli det samme.

Konklusjon

Erfaringene fra olje- og gassproduserende selskaper viser at omtrent halvparten av kostnadene til prosjekter for utbygging og drift av felt faller på organisering av teknisk infrastruktur med støtte for ekstra arbeidsflyt. Det ser ut til at industriens utviklingstrender bør føre fremgang mot strukturell optimalisering av slike hendelser, men gassløftmetoden beviser det motsatte. Som Karl Locher, forfatteren av gassløftmetoden for oljeproduksjon, foreslo, reduserer tilkoblingen av hjelpeenergikilder under løfting energiforbruket til arbeidsoperasjonen, men ikke organiseringen av arrangementet som helhet. Uansett gir ikke utstyret til løftestrengen så mye fordeler i form av å koble til en forgassingskanal, men åpner for flere muligheter for å kontrollere parametrene til produksjonsprosessen. Og denne fordelen er nettopp utsiktene til å utvikle gassløft som en måte somkan utvide mulighetene for å kombinere flere utbyggingsreservoarer til ett produksjonsanlegg med høy kapasitet.