Сущность фонтанного способа 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

Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин

Вы будете перенаправлены на Автор24

Принцип фонтанной эксплуатации нефтяных скважин

Существуют три основных способа эксплуатации нефтяных скважин:

• Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми глубинными насосами.
• Компрессорная эксплуатация нефтяных скважин.
• Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин.

Фонтанная эксплуатация скважин – это способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором подъем полезного ископаемого на поверхность осуществляется за счет действия природной энергии.

Оборудование для фонтанной эксплуатации является самым надежным и простым как в эксплуатации, так и при его монтаже. При фонтанной эксплуатации подъем нефти производится по колонне насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину перед процессом освоения. На устье скважины монтируют фонтанную арматуру, которая используется для подвешивания колонны. Фонтанирование скважины происходит за счет энергии расширения газа, который растворен в нефти и энергии гидростатического напора. Фонтанирование происходит на новых месторождениях, где достаточен запас пластовой энергии, то есть давления на забое скважины хватает для преодоления гидростатического давления, установившегося на столбе жидкости скважины.

Оборудование фонтанных скважин

Условия эксплуатации фонтанных скважин требуют герметизации устьевого оборудования, необходимости полного закрытия скважины под давлением, разобщения межтрубного пространства. Все эти требования выполняются установкой на устье фонтанирующей скважины колонны головки и фонтанной арматуры с манифольдом. К наземному оборудованию относятся:

Манифольд – это часть нефтегазовой арматуры, который представляет собой трубопроводы, закрепленные на общем основании, рассчитанные на высокое давление, снабженные необходимой арматурой и соединенные по определенной схеме.

Схема манифольда изображена на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема манифольда. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

1 – отвод; 2 – скважина, оборудованная гидроприводом; 3 – ответный фланец; 4 – обратный клапан; 5 – тройник; 6 – дроссель; 7 – манометр; 8 – разделитель сред; 9 – игольчатый вентиль; 10 – инструментальный фланец; 11 – соединительный ниппель; 12 – крестовина; 13 – задвижка, оборудованная ручным приводом; 14 – сепаратор; 15 – фланец-адаптер; 16 – пробка; 17 — гаситель

Фонтанная арматура устанавливается на колонную головку. Она состоит из трубной обвязки и фонтанной елки. Трубная обвязка устанавливается на колонную обвязку и предназначена для обвязывания скважинных трубопроводов, управления потоком скважинной среды в затрубном и межтрубном пространстве, а также его контроля. Конструкция фонтанной арматуры выполнена таким образом, что обеспечивает возможность измерения давления на верхнем буфере фонтанной елки и давления с температурой среды на боковом ее отводе. Фонтанная арматура изготавливается в виде блоков, а также оборудуется автоматическими предохранительными устройствами, которые управляются дистанционно.

Фонтанная елка устанавливается на трубную обвязку для осуществления контроля и регулирования движения потока скважинной среды по скважинному трубопроводу, а также его направлению в промысловый трубопровод.

При оборудовании нефтяной скважины концентрическими насосно-компрессорными трубами трубы, имеющие больший диаметр вешаются на резьбовом соединении крестовины, устанавливаемой на крестовине, герметизирующей затрубное пространство. Трубы меньшего диаметра вешаются резьбе стволовой катушки, которая размещается над крестовиком.

Для обеспечения бесперебойной и продолжительной работы скважины фонтанном режиме большую роль играет регулирование пластовой энергии, которое осуществляется за счет изменения объема нефти, поступающего на поверхность из скважины, то есть дебита. С этой целью в отводе фонтанной елки сбоку устанавливается штуцер-вставка, изготовленный из стойкого по отношению к износу материала с калиброванным отверстием определенного диаметра. Обычно диаметр штуцера равен 15 миллиметрам или больше. Используются как быстро сменяемые штуцеры, так и быстрорегулируемые забойные штуцеры, устанавливаемые в трубах на любой глубине. Удерживаются эти штуцеры при помощи пакеров. Спуск штуцеров производится стальным канатом при помощи лебедки.

Снижение давления на пласт осуществляется при помощи свабирования; последовательной замены глинистого раствора в скважине газожидкостной или жидкостной смесью, имеющей меньшую плотность; использования азота или инертного газа.

Диаметр подъемных труб определяется опытным путем и зависит от глубины скважины, пластового давления (внутренняя энергия пласта), ожидаемого дебита, а также условий эксплуатации. Трубы опускаются в скважину до фильтра эксплуатационной колонны.

Источник

Фонтанный способ эксплуатации скважин

Скважины эксплуатируют двумя способами:

Фонтанный способ эксплуатации скважин применяться, когда энергия пласта достаточна для подъема флюида от забоя к поверхности.

Фонтанный способ эксплуатации считается наиболее выгодным, потому что не требует специального оборудования. В связи с этим, важнейшей задачей является обеспечение длительного фонтанирования скважины при рациональном расходовании пластовой энергии.

Фонтанирование скважины может происходить за счет:

— гидростатического давления пласта;

— растворенного в нефти газа;

— энергии имеющейся газовой шапки;

— энергия искусственного нагнетания в пласт жидкости или газа.

Работу скважины регулируют за счет изменения ее дебита специальными штуцерами, установленными на устье скважины. Штуцеры бывают регулируемые и нерегулируемые. Первые представляют собой дроссель (игольчатый вентиль), вторые — втулки или диски с отверстиями диаметром 3—15 мм. Детали, взаимодействующие с потоком пластовой жидкости, выполняются из износостойких материалов.

Все остальные виды эксплуатации скважин относятся к механизированному способу. Они имеют один общий признак: энергия для подъема пластовой жидкости на поверхность подводится извне и с помощью оборудования, расположенного в скважине, передается жидкости. Так как высота всасывания насоса не превышает 5-8 м, то для подъема жидкости из скважины глубиной в несколько сотен или тысяч метров насос приходится опускать в скважину и для обеспечения его надежной работы погружать под уровень пластовой жидкости.

Источник