Способы добычи нефти при фонтанной эксплуатации

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

Добыча нефти фонтанным и газлифтным способами: особенности, преимущества и недостатки

Опубликовано: 8.07.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт

Добыча нефти – процесс, который начинается после того, как строительство скважины закончено, она освоена и подготовлена. Сразу следует отметить, что при добыче не все скважины предназначены для извлечения скважинного продукта на поверхность. Существуют также скважины нагнетательные, с помощью которых происходит поддержание внутрипластового давления закачкой воды.

Пожалуй, каждый видел кадры кинохроники, на которых запечатлены радостные работники нефтегазовой промышленности, бегающие вокруг фонтана из «черного золота». Сегодня вряд ли будет столько радости на лицах буровиков в случае неконтролируемого фонтанирования. Как бы то ни было, фонтан из нефти – явление, которое может встретиться на любом месторождении. Фонтанирование нефти происходит после вскрытия нефтеносного пласта за счет внутрипластовой энергии. Фонтан может существовать до тех пор, пока пластовая энергия не станет ниже забойного давления. Если предположить, что добыча на этом приостанавливалась, то количество извлекаемой нефти не достигало бы и 20 %.

В общем, фонтанный способ добычи нефти заключается в добыче углеводородов за счет внутрипластовой энергии. Для того, чтобы как такового фонтанирования не происходило, на устье скважины устанавливают фонтанную арматуру и фонтанную «елку» – череду трубопроводов и задвижек, предназначенных для регулирования темпов отбора продукта и распределения его потоков на поверхности.

Одним из способов, с помощью которого производят добычу нефти после истощения пластовой энергии, является газлифтный метод.

Газлифт – скважина со спущенными в нее насосно-компрессорными трубами (НКТ, — ред.). Давление сжатого газа заставляет пластовую жидкость по ним подниматься на поверхность. Подача газа может осуществляться, как с помощью компрессоров, так и без их помощи (за счет давления «газовой шапки»).

Принцип действия газлифтного способа основан на способности газа снижать плотность жидкости. После того, как в затрубное пространство подают газ, уровень жидкости тут снижается, а внутри НКТ возрастает. После преодоления нижней отметки НКТ, газ начинает поступать внутрь этих труб, перемешиваясь с нефтью. Подъем смеси осуществляется за счет того, что ее плотность становится значительно ниже плотности пластовой жидкости. Плотность смеси и высота подъема прямо пропорциональны количеству поступившего газа.

Производительность скважины, эксплуатируемой таким способом, зависит не только от количества газа, но и давления, под которым он подается в скважину, а также глубины скважины, диаметра и прочего.

Газлифт может обладать одним или двумя рядами насосно-компрессорных труб.

Однорядная система оборудована, соответственно, одним рядом труб. Газ под давлением поступает в пространство между обсадной колонной и НКТ, а смесь жидкости и газа устремляется на поверхность по внутреннему пространству НКТ. Другой вариант предусматривает нагнетание газа по НКТ, а подъем смеси по затрубному пространству. В первом случае имеет место быть кольцевая система, а во втором – центральная система.

Двухрядный подъемник оборудован двумя рядами НКТ, по пространству между которыми подается газ, а по внутренней колонне труб поднимается смесь. То есть обсадная колонна здесь не задействована совсем. Такой газлифт именуют двухрядным с кольцевой системой.

Иногда в двухрядных подъемниках применяют наружную ступенчатую систему. Диаметр труб такого газлифта в верхней части больше, чем в нижней. Нагнетание газа происходит по пространству между двух рядов НКТ, а подъем смеси – по внутренней колонне.

В то случае, когда нагнетание газа происходит по внутренней колонне, а подъем по пространству между НКТ, говорят, что применяют центральную систему.

Основным отрицательным моментом применения кольцевой системы является преждевременный износ колонн, когда добываемая продукция содержит значительные включения механического характера. А в затрубном пространстве вероятны скопления смоло-парафинистых отложений, бороться с которыми в этом месте довольно сложно.

Если сравнивать двухрядную и однорядную системы газлифта, то при первой добыча идет более равномерно с довольно большим вымыванием песка. Но затраты на ее сооружение значительно выше, чем у однорядной. По этой причине предприятия нефтедобычи склонны к использованию гибридной полуторорядной системы.

В общем виде преимущества газлифтного способа добычи нефти выглядят следующим образом:

1. Отсутствие зависимости добычи жидкости от диаметра эксплуатационной колонны, а также ускоренный отбор из скважин, обладающих повышенной содержанием воды.
2. Возможность эксплуатации скважин с большим процентом присутствия газа в пластовой жидкости.
3. Отсутствие зависимости показателей добычи от положения скважины в пространстве.
4. Независимость добычи от содержания механических примесей, а также значений температуры и давления в скважине.
5. Простота контроля производительности скважины.
6. Износостойкость конструкций и легкость ремонтных операций.
7. Возможность эксплуатации скважины по раздельно-одновременному способу, эффективность осуществления антикоррозионных мероприятий, борьбы со смоло-парафинистыми отложениями, а также доступность скважины для осуществления исследований.

К недостаткам газлифтного способа относятся:

1. Значительная стоимость оборудования.
2. Незначительный КПД.
3. Вероятность появления стойких эмульсий при подъеме смеси на поверхность.

Если обобщить вышесказанное, то основное место применения газлифтного способа добычи – крупные месторождения с высокодебитовыми скважинами и значительным пластовым давлением.

При наличии определенных условий, нередко применяют безкомпрессорный газлифтный способ. В качестве рабочего элемента используется природный газ, находящийся в земных недрах под давлением. Такой вариант добычи вполне обоснован до момента сдачи в эксплуатацию компрессоров.

Опыт эксплуатации и расчетные данные подтверждают экономический эффект после внедрения газлифтного способа в различных нефтеносных провинциях. Будущее снижение трудозатрат позволяет осуществить комплекс мероприятий по обустройству жилой зоны и инфраструктуры.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник