Фонтанный способ добычи нефти дороже чем насосный

Фонтанный способ добычи нефти: особенности процесса

Россия богата нефтяными месторождениями. Страна обладает почти 13 % процентами месторождений, известных на данный момент, — это главный источник наполнения бюджета.

Один из способов добычи — фонтанный. Подразумевается использование скважин, подъем нефти происходит с помощью пластовой энергии. Пластовое давление достигается двумя путями:

1. Естественное давление. Производится природной энергией пласта.
2. Искусственное давление. В пласт помещаются жидкие и газообразные агенты, при которых и поддерживается напор.

При добыче материала таким способом скважина оснащается лифтовой колонной и фонтанной арматурой. В определенных ситуациях отверстие оборудуется пакерами и автоматическими/механическими клапанами.

Основные преимущества метода

Фонтанный метод добычи применяется при обнаружении новых точек по добыче черного золота. Одно из оснований для этого — доступность и эффективность данного способа. Он не подразумевает использование дополнительных средств, энергоресурсов, определенного оборудования. Ведь материал достигает поверхности из-за чрезмерного напора сырья в залежи.

1. Доступное оборудование.
2. Минимальные траты электроэнергии.
3. Возможность регулировать процесс добычи и возможность полностью остановить его.
4. Управление процессом добычи можно осуществлять удаленно.
5. Длительный межтехнологический промежуток функционирования оборудования.

Чтобы производить добычу сырья, необходимо полностью контролировать скважину запорной арматурой, которую необходимо установить. Это позволяет контролировать график работы, осуществлять герметизацию, при необходимости — консервацию.

Структура нефтяных скважин

Схема нефтескважины включает множество составляющих:

1. Пакет.
2. Фонтанная арматура.
3. Трубопровод для откачки сырья.
4. Кондуктор.
5. Цемент.
6. Промежуточная обсадная колонна.
7. Обсадная колонна.
8. Насосно-компрессорная колонна.

Для добычи материала осуществляют бурение на необходимую глубину. Часто поперечник скважины достигает 40 см.

Обсадные трубы применяются для предотвращения обваливания. Промежуток между обсадной колонной и стеной заливают цементным раствором. За счет этого разделяются залегающие пласты. Изделия не поддаются влиянию пластовых вод.

Колонна подъемных труб

По подготовленному оборудованию сырье поступает на поверхность земли. Колонны иначе называют насосно-компрессорными.

Специалисты определяют диаметр труб, опираясь на определенные данные:

1. Давление нефти.
2. Ожидаемый дебит сырья (дебит — количество добытого материала в сутки, в метрах кубических. Чем выше ожидаемый дебит, тем больше диаметр)
3. Глубина залегания материала.

Обычно диаметр равен 40,3–00,3 мм.

Фонтанная арматура с выкидными линиями

Фонтанная арматура представляет собой ряд механизмов, устанавливаемых на скважине. В состав входит трубная головка и фонтанная елка.
ФА включает запорные механизмы:

• прямоточные задвижки;
• пробковые краны.

Сооружение необходимо для нескольких целей:

1. Поддержание колонны НКТ в подвешенном состоянии.
2. Запайка затрубных отверстий и их изоляция.
3. Регулировка обозначенного графика работы.

К установке есть ряд требований, регламентированных ГОСТ (13846-89). Их нарушение недопустимо.

Отсекатель скважины

Чтобы предотвратить открытый фонтан в случае разрушения устьевого оборудования, необходимо осуществить установку клапана-отсекателя. Он монтируется в нижней части установки. Также это необходимо производить при ремонтных работах.

Отсекатель разделяет верхнюю фильтровую часть и нижнюю часть.

Технические манометры

Работу трубных головок необходимо контролировать на предмет давления. Чтобы это сделать, нужно установить 2 манометра на фонтанной елке.

Одно устройство нужно установить сверху, чтобы следить за давлением в устье. Второй прибор устанавливается на боковом отводе. Он измеряет показатели в межтрубном промежутке.

Камера запуска шаров

Добыча ценного сырья сопряжена с различными сложностями. Одна из них — выпадение парафина в выкидных линиях. Помимо этого имеют место механические загрязнения, образования песчаных пробок.

Избавляться от парафина можно различными путями. Один из них — применение резиновых шаров, обосновавшихся в камере запуска, монтированной на струне фонтанной арматуры.

При определенной степени запарафинивания выносных линий открывается шибер, из камеры выступает шар диаметром больше выкидной линии.

Шар чистит линии, двигаясь в приемную камеру при помощи потока получаемого сырья.

Перфорация

Завершающий шаг подготовки нефтескважины — перфорация. В месте нахождения пласта делается отверстие, в результате чего создается канал. Через него сырье выходит из пласта по стволу. В итоге оно попадает на поверхность.

Иные способы добычи материала

Существует несколько других способов добывания сырья:

Каждый из них имеет определенные плюсы и минусы.

Газлифтный метод

Этот способ добычи относится к механизированному. Он актуален тогда, когда энергии пласта остается мало, чтобы вытолкнуть на поверхность нефть. Тогда подъем производится за счет подкачки в пласт сжатого газа. Подкачивать можно воздух или фоновый газ из близлежащего месторождения.

Чтобы произвести сжатие, необходимо применить компрессор высокого давления. Тогда способ будет именоваться компрессорным.

Если подавать в пласт газ под давлением, то газлифтный метод будет называться бескомпрессорным. Вещество будет поступать из близлежащего месторождения.

При данном методе не нужно действовать с нуля, чтобы вести работу на месторождении. Нужно дополнить оборудование от фонтанной установки. Потребуются определенные клапаны подвода сжатого газа. Они монтируются на разной глубине.

Главные плюсы газлифта по сравнению с другими механизированными способами добычи:

1. Возможно получить большое количество материала с различных глубин на разных этапах разработки скважины с адекватной себестоимостью.
2. Реально продолжать работу при значительных искривлениях отверстия.
3. Работа ведется с загазованными и перегретыми пластами.
4. Полный контроль работы.
5. Оборудование эффективное и надежное.
6. Можно использовать несколько пластов одновременно.
7. Техническое обслуживание и ремонт не вызывают затруднений.

При большом количестве плюсов есть и недостатки — дороговизна металлоемких устройств.

В связи с этим газлифт используется для подъема легкой нефти с большим показателем газовой составляющей.

Механизированная технология: насосная

Насосное оборудование позволяет осуществлять подъем вещества по отверстию. Насосы делятся на штанговые и бесштанговые. Вторые — погружного типа, электроцентробежные.

Чаще всего прибегают к применению штанговых глубинных насосов. Это проверенный, надежный и доступный метод. При этом удастся работать в углублениях до 2500 м. Один насос производит до 500 метров кубических в сутки.

Конструкция включает в себя насосные трубы. В них подвешены на жестких штанговых толкателях плунжеры. Станок-качалка производит возвратно-поступательные движения плунжеров. Станок имеет крутящий момент от двигателя за счет системы многоступенчатых редукторов.

Из-за низкой степени крепости и работоспособности штанговых плунжерных насосов на данный момент предпочтение отдается насосным моделям погружного вида — электроцентробежным насосам (ЭЦН).

• простое ТО;
• высокая работоспособность (1500 метров кубических в сутки);
• доступно обрабатывать наклонные скважины;
• длительные интервалы между ТО.

В случае подъема тяжелой нефти стоит применять насос винтового типа. Они надежны и высокопроизводительны. Недостаток заключается в низком уровне защиты в химической среде, что приводит к коррозии.

Каждая технология используется, так как в каждой есть свои плюсы и минусы. Выбор стоит делать, исходя из множества параметров, описывающих определенное месторождение. Только тщательный анализ позволит сделать правильный выбор.

Источник

«Фонтан» дает только 4% от добычи нефти. Рассказываем, как добывают остальное

Нефть – это жидкое полезное ископаемое, состоящее из углеводородных соединений. Находится в порах и трещинах горной породы в ловушках между пластами непроницаемой глины. Глубина скважин колеблется от десятков метров до нескольких километров.

В зависимости от химического состава делится на несколько классов. Стандартом для образования цены служит нефть сортов WTI, Light Sweet и Brent (для рынков Европы и стран ОПЕК). Из легких сортов получают очищенное топливо, а тяжелые идут на изготовление гудрона, мазута и битума. Последние менее требовательны к содержанию примесей и удельному количеству темных тяжелых фракций.

Основные методы добычи нефти

Метод добычи нефти выбирается с учетом исходного давления в пласте и способов, необходимых для его поддержания. Основными методами являются фонтанный и механический. При выборе того или иного метода определяется экономическая целесообразность проекта.

Фонтанный метод добычи нефти включает в себя три последовательных этапа: первичный, вторичный и третичный.

1. Первичный : подъем нефти происходит под действием пластового давления (потенциальной энергии жидкости и газа, выделяющихся из нефти). Коэффициент извлечения нефти (КИН) достигает 4%.
2. Вторичный : для обеспечения необходимого количества энергии в пласты вводятся жидкие и газообразные агенты.
3. Третичный . Применяются способы для повышения нефтеотдачи. Наиболее распространенным из них является вытеснение нефти перегретым паром. Пар нагнетают с поверхности в пласты с низкой температурой. С повышением температуры вязкость нефти и ее плотность снижаются, что обеспечивает более легкий ее подъем на поверхность. КИН может достигать 60%.

Еще один метод – газлифт. В скважину закачивается газ, под давлением которого нефть выходит на поверхность. КИН может достигать 40%. При этом происходит обводнение нефти, что требует затрат на ее очистку.

Механические методы

Когда процесс фонтанирования завершен и давление в пласте не позволяет нефти выйти на поверхность, то для ее извлечения используются специальные насосы.

Сырую нефть качают с помощью насосов различной конструкции. После этого добытое сырье очищают от попутных газов и воды. Практически все компоненты при очищении поступают на дальнейшую переработку.

• Штанговый глубинный насос . В скважину опускают трубы, внутри которых установлен цилиндр, всасывающий клапан и плунжер. Станок-качалка двигает своей головой вверх-вниз, приводя в движение штангу. Штанга при движении вверх увлекает за собой насос, а при движении вниз насос опускается, тем самым создается дополнительное давление.
• Электроцентробежный насос . Работает напрямую от электричества. Внутри насоса крутятся рабочие колеса с прорезями и создают дополнительное давление. Центробежные насосы наиболее эффективно используются на старых месторождениях с большим содержанием воды в скважине.

Наибольшее распространение в России получили установки с центробежными электронасосами.

Нефть на морском шельфе

Выбор технологии добычи зависит от глубины скважины и ее удаленности от побережья. На небольших глубинах используют стационарные платформы. При глубине около 100 метров применяют плавучие платформы с опорами. На более глубоких участках работают полупогружные буровые установки. На экстремальных глубинах – буровые суда.

После окончания процесса бурения на дно устанавливается многотонная система, которая предотвращает утечку добываемого сырья в открытые воды. Подъем нефти на поверхность производится при помощи системы гибких шлангов.

Большая часть затрат приходится на монтаж и обслуживание морской буровой нефтяной платформы.

Добыча сланцевой нефти

Сланцевая нефть – это нефть из низкопроницаемых коллекторов, таких как сланцы, плотные песчаники, известняки, которые располагаются ниже, чем ловушки с обычной нефтью.

Основные способы добычи:

• разделение извлеченной нефтеносной породы на фракции в специальных установках;
• бурение горизонтальных скважин , в которые под давлением подается вода. В результате этого происходит гидроразрыв пласта. В нефтеносной породе образуются трещины, и выделяемый газ направляется вверх. Этот способ применяется при залегании нефтеносной породы на больших глубинах.

Методы добычи сланцевой нефти – более дорогостоящие, чем традиционные: механический и фонтанный. Экологическими последствиями этой технологии эксперты называют проседание грунта, вызывающее сейсмическую активность. Присутствует риск выброса метана и радиоактивных веществ при бурении, загрязнения грунтовых вод и почвы.

Добыча битуминозной нефти

Битуминозными породами считаются песчаники, в которых находится вязкая и тяжелая нефть.

Самый распространенный способ добычи битуминозной нефти – это обработка песчаной породы горячей водой непосредственно в карьерах. Это позволяет отделить нефть от песка.

Следующий способ – парогравитационный дренаж. Бурят парные горизонтальные скважины с разницей в 5 м и в них закачивают пар.

Применяют и «холодные» способы добычи, когда вместо пара в пласт битуминозной породы закачивают растворитель. Новейшей технологией стало применение в качестве растворителя подогретого природного газа (пропана).

Главный недостаток битумной нефти – большие затраты на ее добычу, в несколько раз превышающие затраты при добыче обычной нефти.

В разных странах стоимость добычи нефти существенно различается. На этот показатель влияют глубина залежей, климатические условия, уровень инфраструктуры, технологии добычи, экологические требования.

Источник

Самый дешевый способ добычи нефти

Около 13 % всех имеющихся в мире разведанных на сегодняшний день запасов нефти находятся на территории России. И именно отчисления от работы нефтегазодобывающей отрасли являются основным источником дохода государственного бюджета страны. Но, несмотря на высокую рентабельность данной отрасли, постоянно ведутся разработки, позволяющие получить самый дешевый способ добычи нефти.

Как правило, слои, содержащие нефть расположены глубоко в земле. Обычно нефтяные массы скапливаются в пористых горных породах, которые окружены более плотными породами. В качестве примера можно привести резервуар из песчаника, со всех сторон окруженный плотной глиной.

Любопытно, но оказывается, что не каждое найденное месторождение пригодно для добычи. Для начала проводятся экономические расчеты, которые смогут доказать ее целесообразность. Основным показателем месторождения служит коэффициент нефтеотдачи (КНО), который указывает на соотношение того объема нефти, который находится в земле к тому, который получится добыть для дальнейшей переработки. Разрабатывать начинают только то месторождение, где данный показатель откажется не менее 30%. Современные технологии позволяют увеличить его до 45% и более.

Методы добычи

Нефть под землей всегда располагается непосредственно рядом с водой и природным газом, на которые сверху давят пласты земли. От величины показателя давления выбирается метод и технология дальнейшей добычи. Существует 3 метода добычи:

1. Первичный. В данном случае благодаря высокому давлению на пласт, в котором находится сырая нефть под землей, она начинает фонтанировать. Искусственно создавать дополнительное давление механическим способом не нужно. Коэффициент извлечения при таком методе равняется 5-15 %.
2. Вторичный. После того, как естественное давление снижается, и нефть перестает подниматься вверх, используется технология искусственного увеличения давления. В таком случае КНО составляет 35-45%.
3. Третичный. Его КНО составляет порядка 40-60%.

Способы добычи

На сегодняшний день используется 2 способа, позволяющие добывать нефть: фонтанный и механизированный. Механизированный делят на насосный и газлифтный. Последний в свою очередь может быть безкомпрессорным и компрессорным.

Фонтанный, является самым дешевым и представляет собой выдавливание нефти из-под земли под действием природной энергии самого пласта. Однако запасы такой энергии не безграничны, поэтому рано или поздно, но наступает момент, когда приходится использовать механизированный способ, который предполагает использование энергетического оборудования.

Фонтанный способ

При освоении любого нового месторождения всегда используют именно фонтанный способ, потому что он является максимально простым и дешевым, так как не предполагает дополнительных финансовых и энергетических затрат. Также он не требует покупки и установки сложного оборудования. Процесс подъема нефти на поверхность обеспечивает естественное давление внутри пласта с сырой нефтью.

К его преимуществам принято относить:

• самое просто бурение скважины;
• электроэнергия в данном случае практически не используется;
• возможность управлять процессом добычи дистанционно;
• широкие возможности управления процессом, вплоть до полной остановки откачки;
• оборудование работает с большими интервалами.

Чтобы начать эксплуатацию разработанной скважины, следует установить над ней прямой контроль. Чтобы укротить фонтан, принято использовать запорную арматуру, которая дает возможность управлять потоком и производить полный контроль над работой. В случае необходимости скважина может быть полностью герметизирована или даже законсервирована.

При этом в скважину устанавливаются подъемные трубы с разным диаметром, который будет зависеть от естественного давления в пласте и предполагаемого дебита. Если давление высокое и планируется добывать нефть в больших объемах, то используют трубы максимального диаметра. Если же скважина признана малодебетовой, то чтобы процесс фонтанирования длился, как можно дольше устанавливают трубы небольшого диаметра. Это дает возможность снизить затраты на добычу и надолго сохранить сам процесс фонтанирования.

После того, как процесс фонтанирования естественным способом завершается, переходят на механизированные способы добычи.

Газлифтный способ

Одним из механизированных способов добычи стал газлифтный. После того, как естественной энергии пласта оказывается недостаточно для самопроизвольного выталкивания нефти наружу, используют подкачку сжатого газа, непосредственно в сам пласт. Вместо природного газа могут использовать воздух.

Чтоб сжать газ, пользуются компрессорами высокого давления. Такой способ получил название компрессорный. Способ, при котором осуществляется подача уже сжатого газа из расположенного рядом месторождения, называют бескомпрессорным.

К преимуществам данного способа относят:

• забор может осуществляться в больших объемах, с любой глубины и на любом этапе разработки;
• возможность проводить добычу даже в случае сильного искривления скважины;
• контроль за каждым показателем процесса;
• возможность производить добычу в перегретых или загазованных пластах земных недр;
• высокая надежность используемого оборудования;
• управление процессом полностью автоматизировано;
• возможность одновременно использовать несколько разных пластов;
• возможность производить контроль за процессами отложения различных примесей, в том числе соли и парафина;
• обслуживание и эксплуатация используемого оборудования технологически проста.

Среди недостатков данного способа добычи принято относить высокую стоимость оборудования и ее незначительный КПД. Поэтому такой способ используется исключительно в тех случаях, если необходимо поднимать на поверхность легкую нефть, в которой присутствует большое количество газа.

Насосный способ

В данном случае используется специальное насосное оборудование. Сегодня в основном применяют электроцентробежные насосы, так как они являются более надежными и отличаются максимальной производительностью.

К достоинствам такого способа относят:

• простое техническое обслуживание процесса;
• высокая производительность;
• возможность проводить работу в наклонных скважинах;
• для регулировки производительности добычи меняется количество ступеней.

Для работы на старых месторождениях, в которых имеется большое количество воды, используют центробежные насосы. Чтобы поднимать тяжелую нефть, больше подходят винтовые модели насосов.

Источник