Газлифтен метод за производство на петрол: описание и характеристики

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Групата от въздушни методи за производство на въглеводороди в нефтени и газови находища отдавна се използва от местната индустрия като алтернатива на разработването на течащи кладенци. Тази технология, при определени условия на приложение, осигурява значителни икономически и технически предимства, но изисква и свързване на допълнителни ресурси. Оптималното решение в повечето случаи е газлифтният метод за добив на петрол, при който като активна повдигаща среда се използва газова смес. Подобно решение се оправдава с висока производителност, но и налага допълнителни организационни изисквания по отношение на сигурността. Поради тази причина методът се използва предимно от големи организации с достатъчна ресурсна база.

Общи характеристики на газлифтния метод за производство на нефт

Принципите на въздушния транспорт, тоест технологията за повдигане на запасите от кладенец на подземно находище, са използвани за първи път в края на 18-ти век. Появата на идеята за този метод се дължи на бързото развитие на технологиите за добив, но дълго време пълното му използване беше ограничено от липсата на достатъчно развито компресорно оборудване. Авторът на газлифтния метод за добив на петрол е немският инженер Карл Лошер, който предложи обща схема за набиране на ресурси с помощта на енергията на въздушните смеси. В бъдеще техниката беше многократно оптимизирана, модернизирана и подобрена в определени аспекти на работа. Практическото използване на въздушен лифт в индустриален мащаб със създаването на теоретична основа за неговото техническо изпълнение започва едва през 20-ти век. В нефтените находища първият опит за използване на газлифт датира от 1985 г.

В наше време използването на газлифт технология се оправдава главно в кладенци с висок дебит. Също така, в условия на високо съдържание на примеси, газлифтът е най-икономичното решение за повдигане на ресурса на повърхността. Това се отнася преди всичко за маслени смеси, които съдържат соли, смоли и парафини, които затрудняват повдигането на маси. По отношение на сравнението с еърлифта като такъв, можем да кажем, че методът на газлифт за добив на петрол е продължение на общата технология за изкуствено повдигане на течности. Само ако въздушна смес се използва като активна среда в класически еърлифт, тогава газлифтът използва въглерод-съдържащи вещества. Поради тази причина един от ключовите оперативнихарактеристиките на технологията отчитат специфичния разход на газ. При изчисляването на разходите за използване на газлифт енергийните разходи за поддръжка и доставка на газови смеси са около 30% от общата цена на проектите.

Обхват на приложение на газлифтния метод за производство на нефт

Добив кладенец с високо дънно налягане е целево място за въвеждане на газлифт. Такива отлагания по принцип са благоприятна среда за организиране на еърлифт. Но практиката за ограничаване на течащите методи за добив на нефт също определя редица условия, при които газлифтът става единственият възможен метод за работа върху кладенец. Най-малкото общата характеристика на газлифтния метод за добив на нефт като най-приспособен към динамично небалансирани хидравлични среди позволява да се използва в дънни кладенци с ниско налягане на насищане и в пясъчни кладенци с труднодостъпни условия за монтаж за техническа поддръжка. Например, система за газлифт може да се използва при наводнения, в блатисти райони или където има риск от наводнение. Индикаторите за налягане, между другото, могат да бъдат изкуствено изравнени с помощта на компресорно оборудване - въпреки че покачването зависи от енергийните показатели на газа в сондажа, то може да бъде доста приспособено към текущите нужди.

От друга страна, ако няма централизирано снабдяване с технически и газови материали с високо ниво на механизация на производствения процес, тогава е по-добре да се използва традиционната схема на фонтанаминен. Както в случая с еърлифта, методът на газлифт за производство на петрол е продължение на технологията на поточния метод, но в разширен вариант. Именно технологичното разширяване на производствената инфраструктура не позволява прилагането на този метод към малки кладенци, чиято експлоатация се изчислява за кратки периоди.

Технологичен производствен процес

След разработването на кладенеца върху повърхността се формира структурната основа на върха, която по-късно действа като платформа за организиране на основните работни процеси. В нишата на сондажа е организиран затворен тунел с камери и преходни клапани, които действат като регулатор на потока на ресурсите. Движението на произведения флуид нагоре по канала е основният оперативен процес, който се поддържа от газифицираната среда в долния отвор. За да се осигури газификация, камера с дюза за подаване на активна смес се спуска надолу успоредно на канала по изолирана верига. Всъщност принципът на газлифтния метод за добив на нефт се свежда до посоката на газ към течната среда на целевия ресурс, след което трябва да се извърши процесът на повдигане. Важно е да се отбележи, че обогатяването със смеси от газ и въздух само по себе си не гарантира надигането на течността. За тази операция се използват специални помпи. Силата на повдигане зависи както от степента на газификация, така и от мощността на помпата, като и двете могат да се регулират. За комплексно управление на индикаторите за налягане във веригата се използва компресорен блок, разположен на повърхността.

Производствен интензитетресурсът може да се управлява от ръчна механика или автоматични системи с електронни сензори. Работните параметри се задават според възможностите на приемащото оборудване. Характеристика на метода за добив на нефт с газ лифт е специалната обработка след извличането на ресурса. Тъй като течността се издига заедно с газовата смес, е необходимо специално отделяне, след което вече пречистеното масло се изпраща в специален резервоар. Освен това, тъй като газлифтът често се използва в среди с високо замърсяване с суспензия, може да се наложи многоетапна груба филтрация, преди ресурсът да влезе в резервоара за временно съхранение.

Приложно оборудване

Цялата техническа инфраструктура се формира от две групи оборудване - универсални устройства и устройства за организиране на процеси по поддръжка на кладенци и специални инсталации, които се използват при експлоатацията на газлифт. Първата група може да включва помпено циркулационно оборудване, корпусно оборудване, монтажен обков, метални тръби за изпомпване и др. Като правило, както течащите, така и газлифтните методи за добив на нефт се изграждат на това оборудване с незначителни структурни разлики.

Що се отнася до специалните технически елементи за реализиране на вдигане на нефт на газ, те включват следното:

• Компресор. Инсталация за поддържане на оптимално налягане чрез впръскване на сгъстен въздух. Използват се предимно промишлени агрегати с висока мощност,способен да регулира параметрите на работната стойност в широк диапазон.
• Газлифтова камера. Може да се каже, че е ядрото на инфраструктурата за добив на газлифтен нефт, в която се осъществяват основните процеси на насочване на потока, разпределение и доставка на газовъздушни смеси. Това е метална конструкция с разклонителни тръби и изходни канали, чиято работа се регулира от спирателни вентили.
• Вентили. В тази система клапанът изпълнява не само функцията да блокира циркулацията на течната среда, но също така действа като регулатор на потока. Газлифтните клапани се използват на различни нива на сондажа, което позволява по-прецизен контрол на дебита. Основната конструктивна особеност на такива клапани може да се нарече наличието на чувствителни елементи, които записват индикатори за налягане с висока точност и променят състоянието си в зависимост от силата на удара в зоната за управление.

Газлифт

В този случай концепцията за асансьор отразява сложната инфраструктура на газлифт, потопен в кладенец. Концепцията му съдържа два канала - за впръскване на газ и за повдигане на целевия течен ресурс. И двата канала са организирани с помощта на метални тръби, но не е необходимо да се съединяват един с друг паралелно. Освен това понякога се осигурява ъглова посока на тръбата за подаване на газ, която се определя от спецификата на свързване на помпения агрегат. Конфигурацията на разположението на тръбите зависи от условията, при които е организиран газлифтният метод за добив на нефт. Снимката по-долу илюстрира съвременните технологии.използването на комбинирана инжекционна и възстановителна струна в една верига с диаметър от 90 до 140 mm. В този случай, независимо от конфигурацията на посоката на каналите, както от горната част на главата, така и в долната част на обувката, ако е възможно, се осигурява твърдо фиксиране на конструкцията. Тръбите могат да имат и технологични отвори (перфорация) за изпускане на пясък и други чужди частици.

Газлифт работа без компресор

Снабдяването с газ и регулирането на индикаторите за налягане по принцип не трябва да се извършват с помощта на компресорно оборудване. Ако газовите и нефтените находища са разположени в рамките на една и съща експлоатационна площадка, тогава газлифтът надолу в сондата може да бъде организиран на собствена енергийна поддръжка без компресор. Но дори и в този случай технологиите за производство на течен и газлифтен нефт ще се различават, тъй като изключването на регулиране от сгъстен въздух отвън не изключва контрола на индикаторите за налягане от природен газ. Освен това при такива условия е възможно да се извърши изсушаване и предварително почистване на ресурса, което намалява цената на технологичния процес.

Управление на процеса на газлифт

На първо място, струва си да се подчертае, че газлифтът изисква използването на широка гама от измервателни устройства, които ви позволяват да поддържате важни показатели за ефективност под контрол. Те включват налягане, температура, влажност и газов поток. Директният контрол на добива на нефт по метода на газлифт се извършва с помощта на гореспоменатите клапани испирателни вентили със задвижващи системи, захранвани от генератори на повърхността. По-модерните инсталации работят под контрола на автоматично управление, без участието на оператори, регулиращи параметрите на газификация и скоростта на възстановяване на ресурсите.

Предимства на технологията

По отношение на техническото изпълнение, методът е доста трудоемък и скъп, но има редица положителни свойства, които оправдават използването му:

• Висока производителност.
• Широки възможности за структурно приспособяване към външни работни условия и параметри на сондажа.
• Надеждност и безопасност на процеса на добив.
• Гъвкавост. Това свойство отразява както предимствата, така и недостатъците на газлифтния метод за добив на петрол, които се проявяват в различни аспекти на неговото приложение. Например, от гледна точка на квалифициран оператор, самият процес на управление е доста прост и практически не изисква физически усилия. Но персоналът по поддръжката се занимава със сложни машини, които изискват много труд и разходи за поддръжка.
• Повечето от критичното оборудване е разположено на повърхността.
• Универсалност на метода.

Недостатъци на технологията

Въпреки това, този метод не може да се нарече оптимално подходящ за всички области, ако вземем предвид съвкупността от оперативни фактори, както и екологични и икономически аспекти. Към отрицателните аспекти на използването на метода на газлифтпроизводството на петрол включва:

• Високи разходи за енергийни ресурси. Говорим за впръскване на газ в промишлени обеми и за цената на горивото за генератори, които осигуряват функциите на помпено оборудване с компресори.
• Инвестицията може да не съответства на стойността на възстановените нефтени и газови материали - особено като се имат предвид разходите за допълнителни процеси за почистване и разделяне.
• Тъй като се експлоатират големи находища, обемите на производството намаляват, докато нивото на организационна и техническа поддръжка трябва да остане същото.

Заключение

Опитът на компаниите за добив на нефт и газ показва, че около половината от разходите за проекти за разработване и експлоатация на находища се падат върху организацията на техническата инфраструктура с поддръжка на допълнителни работни процеси. Изглежда, че тенденциите в развитието на индустрията трябва да движат напредъка към структурната оптимизация на подобни събития, но методът на газлифт доказва обратното. Както Карл Лохер, авторът на газлифтния метод за добив на петрол, предполага, свързването на спомагателни енергийни източници по време на повдигане намалява консумацията на енергия на работната операция, но не и организацията на събитието като цяло. Във всеки случай оборудването за подемната струна не предоставя толкова предимства под формата на свързване на канал за газификация, но отваря повече възможности за контрол на параметрите на производствения процес. И това предимство е именно перспективата за развитие на газлифт като начин за товаможе да разшири възможностите за комбиниране на няколко резервоара за разработка в едно производствено съоръжение с висок капацитет.