Gas-lift metoda proizvodnje nafte: opis i karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Skupinu zračnih metoda proizvodnje ugljikovodika u naftnim i plinskim poljima domaća industrija već dugo koristi kao alternativu razvoju protočnih bušotina. Ova tehnologija, pod određenim uvjetima primjene, daje značajne ekonomske i tehničke prednosti, ali i zahtijeva povezivanje dodatnih resursa. Optimalno rješenje u većini slučajeva je plin-lift metoda proizvodnje nafte, u kojoj se kao aktivni medij za dizanje koristi mješavina plina. Takvo rješenje opravdava se visokim performansama, ali i nameće dodatne organizacijske zahtjeve u pogledu sigurnosti. Iz tog razloga, metodu uglavnom koriste velike organizacije s dovoljnom bazom resursa.

Opće karakteristike gas-lift metode proizvodnje nafte

Načela zračnog transporta, odnosno tehnologije podizanja bušotinskih resursa podzemnog ležišta, prvi put su korištena krajem 18. stoljeća. Pojava ideje ove metode bila je posljedica brzog razvoja rudarskih tehnologija, ali je dugo vremena njezina puna upotreba bila ograničena nedostatkom dovoljno razvijene kompresorske opreme. Autor plinske metode proizvodnje nafte je njemački inženjer Karl Loscher, koji je iznio opću shemu za prikupljanje resursa pomoću energije zračnih smjesa. U budućnosti je tehnika više puta optimizirana, modernizirana i poboljšana u određenim aspektima rada. Praktična uporaba zračnog lifta u industrijskim razmjerima sa stvaranjem teorijske osnove za njegovu tehničku provedbu započela je tek u 20. stoljeću. U naftnim poljima, prvo iskustvo korištenja plinskog lifta datira iz 1985. godine.

U naše vrijeme, korištenje tehnologije plinskog lifta opravdava se uglavnom u bušotinama s visokim protokom. Također, u uvjetima visokog sadržaja nečistoća, plinski lift je najekonomičnije rješenje za podizanje resursa na površinu. To se prvenstveno odnosi na uljne smjese koje sadrže soli, smole i parafine koji otežavaju podizanje masa. Što se tiče usporedbe s airliftom kao takvim, možemo reći da je plinski lift način proizvodnje nafte nastavak opće tehnologije umjetnog dizanja tekućina. Samo ako se u klasičnom airliftu kao aktivni medij koristi zračna smjesa, tada se plinsko dizalo koristi tvarima koje sadrže ugljik. Iz tog razloga, jedan od ključnih operativnihkarakteristike tehnologije uzimaju u obzir specifičnu potrošnju plina. U izračunu troškova korištenja plinske dizalice, energetski troškovi za održavanje i opskrbu plinskim mješavinama iznose oko 30% ukupne cijene projekata.

Opseg primjene gas-lift metode proizvodnje nafte

Bušotina visokog prinosa s visokim tlakom u dnu rupe je ciljno mjesto za uvođenje plinskog lifta. Takve naslage su u načelu povoljno okruženje za organizaciju zračnog transporta. Ali praksa ograničavanja protočnih metoda proizvodnje nafte također određuje niz uvjeta pod kojima plinsko podizanje postaje jedina moguća metoda rada na bušotini. Barem, opća karakteristika plinske metode proizvodnje nafte kao najprilagođenije dinamički neuravnoteženim hidrauličkim okruženjima omogućuje da se koristi u dubinama s niskim tlakom zasićenja i u pješčanim bušotinama s teško dostupnim uvjetima ugradnje za tehničku podršku. Na primjer, plinski lift se može koristiti u uvjetima poplave, u močvarnim područjima ili gdje postoji opasnost od poplave. Indikatori tlaka, inače, mogu se umjetno izjednačiti pomoću kompresorske opreme - iako porast ovisi o energetskim pokazateljima bušotinskog plina, može se prilično prilagoditi trenutnim potrebama.

S druge strane, ako ne postoji centralizirana opskrba tehničkim i plinskim materijalima s visokom razinom mehanizacije proizvodnog procesa, onda je bolje koristiti tradicionalnu shemu fontanarudarstvo. Kao iu slučaju airlifta, gas lift metoda proizvodnje nafte nastavak je tehnologije protočne metode, ali u proširenoj verziji. Upravo tehnološko proširenje proizvodne infrastrukture ne dopušta primjenu ove metode na male bušotine, čiji se rad računa na kratka razdoblja.

Tehnološki proizvodni proces

Nakon razvoja bušotine, na površini se formira strukturna osnova vrha koji kasnije služi kao platforma za organizaciju glavnih radnih procesa. U niši bušotine organiziran je zatvoreni tunel s komorama i prijelaznim ventilima koji djeluju kao regulator protoka resursa. Kretanje proizvedenog fluida prema kanalu glavni je operativni proces koji je podržan plinificiranim medijem u dnu rupe. Kako bi se osigurala rasplinjavanje, komora s mlaznicom za dovod aktivne smjese spušta se paralelno s kanalom duž izoliranog kruga. Zapravo, princip gas-lift metode proizvodnje nafte svodi se na smjer plina u tekući medij ciljnog resursa, nakon čega se mora dogoditi proces dizanja. Važno je napomenuti da obogaćivanje mješavinama plina i zraka samo po sebi ne osigurava porast tekućine. Za ovu operaciju koriste se posebne pumpe. Sila dizanja ovisi i o stupnju rasplinjavanja i o snazi pumpe, a obje se mogu podesiti. Za složenu kontrolu indikatora tlaka u krugu koristi se kompresorska jedinica smještena na površini.

Intenzitet proizvodnjeresurs se može kontrolirati ručnom mehanikom ili automatskim sustavima s elektroničkim senzorima. Radni parametri se postavljaju prema mogućnostima prijamne opreme. Značajka plinske metode proizvodnje nafte je poseban tretman nakon vađenja resursa. Budući da se tekućina diže zajedno s mješavinom plina, potrebno je posebno odvajanje, nakon čega se već pročišćeno ulje šalje u poseban spremnik. Štoviše, budući da se plinsko dizalo često koristi u okruženjima s visokom kontaminacijom kašom, može biti potrebna višestupanjska gruba filtracija prije nego što resurs uđe u privremeni spremnik.

Primijenjena oprema

Cijelu tehničku infrastrukturu čine dvije skupine opreme - univerzalni uređaji i uređaji za organizaciju procesa održavanja bušotina te posebne instalacije koje se koriste u radu plinskog lifta. Prva skupina može uključivati pumpnu cirkulacijsku opremu, opremu za kućište, montažni okov, metalne cijevi za pumpanje itd. U pravilu se na ovoj opremi grade i protočne i plinske metode proizvodnje nafte s manjim strukturnim razlikama.

Što se tiče posebnih tehničkih elemenata za realizaciju dizanja nafte na plin, oni uključuju sljedeće:

• Kompresor. Instalacija za održavanje optimalnog tlaka ubrizgavanjem komprimiranog zraka. Uglavnom se koriste industrijske jedinice velike snage,sposoban za podešavanje parametara radne vrijednosti u širokom rasponu.
• Plinska dizala komora. Može se reći da je to jezgra infrastrukture za proizvodnju gaslift nafte u kojoj se odvijaju glavni procesi usmjeravanja toka, distribucije i opskrbe plinsko-zračnim smjesama. Ovo je metalna konstrukcija s razvodnim cijevima i izlaznim kanalima, čiji rad reguliraju zaporni ventili.
• Ventili. U ovom sustavu ventil obavlja ne samo funkciju blokiranja cirkulacije tekućeg medija, već djeluje i kao regulator protoka. Plinski lift ventili se koriste na različitim razinama bušotine, što omogućuje precizniju kontrolu stope proizvodnje. Glavna značajka dizajna takvih ventila može se nazvati prisutnost osjetljivih elemenata koji bilježe indikatore tlaka s visokom točnošću i mijenjaju svoje stanje ovisno o sili udarca u kontrolnom području.

plinsko dizalo

U ovom slučaju, koncept dizala odražava složenu infrastrukturu plinskog lifta potopljenog u bušotinu. Njegov koncept sadrži dva kanala - za ubrizgavanje plina i za podizanje ciljanog tekućeg resursa. Oba kanala organizirana su metalnim cijevima, ali se ne moraju međusobno spajati paralelno. Štoviše, ponekad je predviđen kutni smjer cijevi za dovod plina, što je određeno specifičnostima spajanja crpne jedinice. Konfiguracija postavljanja cijevi ovisi o uvjetima u kojima je organizirana plinska metoda proizvodnje nafte. Fotografija ispod ilustrira modernu tehnologiju.korištenje kombiniranog niza za injektiranje i oporavak u jednom krugu promjera od 90 do 140 mm. U tom slučaju, bez obzira na konfiguraciju smjera kanala, kako s gornjeg dijela na glavi tako i u donjem dijelu cipele, po mogućnosti je osigurana kruta fiksacija strukture. Cijevi također mogu imati tehnološke rupe (perforaciju) za ispuštanje pijeska i drugih stranih čestica.

Rad plinskog lifta bez kompresora

Dobava plinom i regulacija indikatora tlaka, u principu, ne moraju se provoditi uz podršku kompresorske opreme. Ako se plinska i naftna polja nalaze unutar istog pogona, tada se dubinsko plinsko dizalo može organizirati na vlastitoj energetskoj potpori bez kompresora. Ali čak iu ovom slučaju, tehnologije protočne i plin-lift proizvodnje nafte će se razlikovati, budući da isključenje regulacije komprimiranim zrakom izvana ne isključuje kontrolu indikatora tlaka prirodnog plina. Štoviše, pod takvim uvjetima moguće je izvršiti sušenje u bušotini i prethodno čišćenje resursa, što smanjuje troškove tehnološkog procesa.

Kontrole procesa plinskog lifta

Prije svega, vrijedi naglasiti da plinsko podizanje zahtijeva korištenje širokog spektra mjernih uređaja koji vam omogućuju da važne pokazatelje učinka držite pod kontrolom. To uključuje tlak, temperaturu, vlažnost i protok plina. Izravna kontrola proizvodnje nafte u metodi gas lifta provodi se pomoću gore navedenih ventila izaporni ventili s pogonskim sustavima napajanim generatorima na površini. Naprednija postrojenja rade pod kontrolom automatskih kontrola, bez sudjelovanja operatera, prilagođavanjem parametara rasplinjavanja i brzine povrata resursa.

Prednosti tehnologije

U tehničkom smislu, metoda je prilično naporna i skupa, ali ima niz pozitivnih svojstava koja opravdavaju njezino korištenje:

• Visoka izvedba.
• Široke mogućnosti za strukturnu prilagodbu vanjskim radnim uvjetima i parametrima bušotine.
• Pouzdanost i sigurnost procesa rudarenja.
• Fleksibilnost. Ovo svojstvo odražava i prednosti i nedostatke plinskog dizanja metode proizvodnje nafte, koji se očituju u različitim aspektima njegove primjene. Na primjer, sa stajališta kvalificiranog operatera, sam proces upravljanja prilično je jednostavan i praktički ne zahtijeva fizički napor. No, osoblje za održavanje ima posla sa složenim strojevima koji zahtijevaju puno rada i troškova za održavanje.
• Većina kritične opreme nalazi se na površini.
• Univerzalnost metode.

Mane tehnologije

Međutim, ova metoda se ne može nazvati optimalno prikladnom za sva polja, ako se uzme u obzir ukupnost operativnih čimbenika, kao i ekološki i ekonomski aspekti. Na negativne aspekte korištenja metode plinskog liftaproizvodnja nafte uključuje:

• Visoki troškovi energetskih resursa. Govorimo o ubrizgavanju plina u industrijskim količinama, te o cijeni goriva za generatore koji pružaju funkcije crpne opreme s kompresorima.
• Ulaganje možda neće odgovarati vrijednosti obnovljenih naftnih i plinskih materijala - posebno s obzirom na troškove dodatnog procesa čišćenja i procesa odvajanja.
• Kako se eksploatiraju velika ležišta, obujam proizvodnje se smanjuje, a razina organizacijske i tehničke podrške treba ostati ista.

Zaključak

Iskustvo tvrtki za proizvodnju nafte i plina pokazuje da oko polovice troškova projekata za razvoj i rad polja otpada na organizaciju tehničke infrastrukture uz podršku za dodatne tokove rada. Čini se da bi trendovi razvoja industrije trebali pomaknuti napredak prema strukturnoj optimizaciji takvih događaja, ali metoda plinskog lifta dokazuje suprotno. Kako je sugerirao Karl Locher, autor gas-lift metode proizvodnje nafte, spajanje pomoćnih izvora energije tijekom dizanja smanjuje potrošnju energije radne operacije, ali ne i organizaciju događaja u cjelini. U svakom slučaju, oprema za podiznu žicu ne pruža toliko prednosti u vidu povezivanja kanala za rasplinjavanje, već otvara više mogućnosti u kontroli parametara proizvodnog procesa. A ta prednost je upravo perspektiva razvoja plinskog lifta kao načina damože proširiti mogućnosti kombiniranja nekoliko razvojnih rezervoara u jedan proizvodni pogon visokog kapaciteta.