Metoda de producere a petrolului prin ridicare cu gaz: descriere și caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Grupul de metode de transport aerian de producție de hidrocarburi în zăcămintele de petrol și gaze a fost mult timp folosit de industria autohtonă ca alternativă la dezvoltarea puțurilor curgătoare. Această tehnologie, în anumite condiții de aplicare, oferă avantaje economice și tehnice semnificative, dar necesită și conectarea unor resurse suplimentare. Soluția optimă în cele mai multe cazuri este metoda de producere a petrolului prin gaz-lift, în care un amestec de gaz este utilizat ca mediu activ de ridicare. O astfel de soluție se justifică datorită performanței ridicate, dar impune și cerințe organizaționale suplimentare în ceea ce privește securitatea. Din acest motiv, metoda este folosită mai ales de organizațiile mari cu o bază de resurse suficientă.

Caracteristicile generale ale metodei de producere a petrolului prin ridicare cu gaz

Principiile transportului aerian, adică tehnologia de ridicare a resurselor puțului unui zăcământ subteran, au fost folosite pentru prima dată la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Apariția ideii acestei metode s-a datorat dezvoltării rapide a tehnologiilor miniere, dar pentru o lungă perioadă de timp utilizarea sa deplină a fost limitată de lipsa unui echipament de compresor suficient de dezvoltat. Autorul metodei de producere a petrolului cu gaz-lift este inginerul german Karl Loscher, care a propus o schemă generală de strângere a resurselor folosind energia amestecurilor de aer. Pe viitor, tehnica a fost optimizată, modernizată și îmbunătățită în mod repetat în anumite aspecte ale funcționării. Utilizarea practică a unui pont aerian la scară industrială cu crearea unei baze teoretice pentru implementarea sa tehnică a început abia în secolul al XX-lea. În câmpurile petroliere, prima experiență de utilizare a liftului cu gaz datează din 1985.

În vremea noastră, utilizarea tehnologiei de ridicare cu gaz se justifică în principal în puțuri cu debite mari. De asemenea, in conditii de continut ridicat de impuritati, liftingul cu gaz este cea mai economica solutie pentru ridicarea resursei la suprafata. Acest lucru se aplică în primul rând amestecurilor de uleiuri care conțin săruri, rășini și parafine, care îngreunează ridicarea maselor. În ceea ce privește comparația cu transportul aerian ca atare, putem spune că metoda de producere a petrolului cu gaz lift este o continuare a tehnologiei generale de ridicare artificială a lichidelor. Doar dacă un amestec de aer este utilizat ca mediu activ într-un transport aerian clasic, atunci un ascensor cu gaz folosește substanțe care conțin carbon. Din acest motiv, una dintre principalele operaționalecaracteristicile tehnologiei iau în considerare consumul specific de gaz. În calculul costului utilizării unui lift cu gaz, costurile cu energia pentru întreținerea și furnizarea amestecurilor de gaze reprezintă aproximativ 30% din costul total al proiectelor.

Domeniul de aplicare al metodei de producere a petrolului prin ridicare cu gaz

Un puț cu randament ridicat, cu presiune mare în fundul găurii, este un loc țintă pentru introducerea liftului cu gaz. Astfel de zăcăminte reprezintă un mediu favorabil organizării transportului aerian în principiu. Dar practica limitării metodelor de curgere de producție a petrolului determină și o serie de condiții în care liftul cu gaz devine singura metodă posibilă de lucru pe o sondă. Cel puțin, caracteristica generală a metodei de producere a petrolului prin gaz-lift ca fiind cea mai adaptată mediilor hidraulice dezechilibrate dinamic, permite utilizarea acesteia în găuri de fund cu presiune de saturație scăzută și în puțuri de nisip cu condiții de instalare greu accesibile pentru suport tehnic.. De exemplu, un sistem de ridicare cu gaz poate fi utilizat în condiții de inundație, în zone mlăștinoase sau unde există riscul de inundație. Indicatorii de presiune, apropo, pot fi egalați artificial cu ajutorul echipamentelor compresoare - deși creșterea depinde de indicatorii de energie a gazului de sondă, poate fi destul de ajustat la nevoile actuale.

Pe de altă parte, dacă nu există o aprovizionare centralizată cu materiale tehnice și gazoase cu un nivel ridicat de mecanizare a procesului de producție, atunci este mai bine să folosiți schema tradițională de fântânăminerit. La fel ca și în cazul transportului aerian, metoda de producere a petrolului cu gaz lift este o continuare a tehnologiei metodei curgătoare, dar într-o versiune augmentată. Extinderea tehnologică a infrastructurii de producție este cea care nu permite aplicarea acestei metode la puțurile mici, a căror funcționare se calculează pe perioade scurte.

Proces tehnologic de producție

După dezvoltarea sondei se formează la suprafață baza structurală a vârfului, care ulterior acționează ca platformă pentru organizarea principalelor procese de lucru. În nișa sondei, un tunel închis este organizat cu camere și supape de tranziție care acționează ca un regulator al debitului de resurse. Mișcarea fluidului produs în sus pe canal este principalul proces operațional, care este susținut de mediul gazeificat din gaura de jos. Pentru a asigura gazeificarea, o cameră cu o duză pentru alimentarea amestecului activ este coborâtă paralel cu canalul de-a lungul unui circuit izolat. De fapt, principiul metodei de producere a petrolului prin ridicare cu gaz este redus la direcția gazului în mediul lichid al resursei țintă, după care trebuie să aibă loc procesul de ridicare. Este important de menționat că îmbogățirea cu amestecuri gaz-aer în sine nu asigură creșterea lichidului. Pentru aceasta operatie se folosesc pompe speciale. Forța de ridicare depinde atât de gradul de gazeificare, cât și de puterea pompei, ambele putând fi reglate. Pentru controlul complex al indicatoarelor de presiune din circuit, se folosește o unitate compresor situată la suprafață.

Intensitatea producțieiresursa poate fi controlată prin mecanică manuală sau sisteme automate cu senzori electronici. Parametrii de funcționare sunt stabiliți în funcție de capacitățile echipamentului de recepție. O caracteristică a metodei de producere a petrolului de ridicare cu gaz este un tratament special după extragerea resursei. Deoarece lichidul crește odată cu amestecul de gaze, este necesară o separare specială, după care uleiul deja purificat este trimis într-un bazin special. Mai mult decât atât, deoarece liftul cu gaz este adesea folosit în medii cu o contaminare mare cu șlam, poate fi necesară filtrarea grosieră în mai multe etape înainte ca resursa să intre în rezervorul de stocare temporară.

Echipament aplicat

Intreaga infrastructura tehnica este formata din doua grupe de echipamente - aparate universale si dispozitive de organizare a proceselor de intretinere a sondei si instalatii speciale care se folosesc in exploatarea ascensorului pe gaz. Prima grupă poate include echipamente de circulație de pompare, echipamente de carcasă, feronerie de montare, țevi metalice pentru pompare etc. De regulă, atât metodele de producere a petrolului, cât și cele de ridicare cu gaz, sunt construite pe acest echipament, cu diferențe structurale minore.

În ceea ce privește elementele tehnice speciale pentru realizarea ridicării petrolului pe gaz, acestea includ următoarele:

• Compresor. Instalatie pentru mentinerea presiunii optime prin injectie de aer comprimat. În mare parte sunt utilizate unități industriale de mare putere,capabil să ajusteze parametrii valorii de lucru într-o gamă largă.
• Cameră de ridicare cu gaz. Se poate spune că este nucleul infrastructurii de producere a petrolului gaz-lift, în care se desfășoară principalele procese de dirijare a fluxului, distribuției și furnizării amestecurilor gaz-aer. Aceasta este o structură metalică cu conducte de derivație și canale de evacuare, a cărei funcționare este reglată de supape de închidere.
• Supape. În acest sistem, supapa îndeplinește nu numai funcția de blocare a circulației mediului lichid, ci acționează și ca un regulator de debit. Supapele de ridicare a gazului sunt utilizate la diferite niveluri ale sondei, ceea ce permite un control mai precis al ratei de producție. Caracteristica principală de proiectare a unor astfel de supape poate fi numită prezența elementelor sensibile care înregistrează indicatorii de presiune cu mare precizie și își schimbă starea în funcție de forța de impact în zona de control.

Lift cu gaz

În acest caz, conceptul de lift reflectă infrastructura complexă a unui lift cu gaz scufundat într-o sondă. Conceptul său conține două canale - pentru injecția de gaz și pentru ridicarea resursei lichide țintă. Ambele canale sunt organizate folosind țevi metalice, dar nu trebuie să fie unite între ele în paralel. În plus, uneori este prevăzută o direcție unghiulară a conductei de alimentare cu gaz, care este determinată de specificul conectării unității de pompare. Configurația amplasării conductelor depinde de condițiile în care este organizată metoda de producere a petrolului cu gaz-lift. Fotografia de mai jos ilustrează tehnologia modernă.utilizarea unui șir combinat de injecție și recuperare într-un circuit cu un diametru de 90 până la 140 mm. În acest caz, indiferent de configurația direcției canalelor, atât din partea superioară a capului, cât și în regiunea inferioară a pantofului, dacă este posibil, se asigură fixarea rigidă a structurii. Țevile pot avea, de asemenea, găuri tehnologice (perforări) pentru eliberarea nisipului și a altor particule străine.

Operare de ridicare cu gaz fără compresor

Alimentarea cu gaz și reglarea indicatoarelor de presiune, în principiu, nu trebuie efectuate cu sprijinul echipamentelor compresoare. Dacă zăcămintele de gaze și petrol sunt situate în același loc de operare, atunci liftul de gaz de fond poate fi organizat pe propriul suport energetic, fără compresor. Dar chiar și în acest caz, tehnologiile de producție a petrolului curgător și de ridicare a gazelor vor diverge, deoarece excluderea reglării prin aer comprimat din exterior nu exclude controlul indicatorilor de presiune din gazul natural. Mai mult, în astfel de condiții, este posibil să se efectueze uscarea în fund și curățarea preliminară a resursei, ceea ce reduce costul procesului tehnologic.

Controale procesului de ridicare a gazului

În primul rând, merită subliniat că liftul cu gaz necesită utilizarea unei game largi de dispozitive de măsurare care vă permit să țineți sub control indicatori importanți de performanță. Acestea includ presiunea, temperatura, umiditatea și debitul de gaz. Controlul direct al producției de petrol în metoda liftului cu gaz se realizează cu ajutorul supapelor menționate mai sus șisupape de închidere cu sisteme de acţionare alimentate de generatoare la suprafaţă. Instalațiile mai avansate funcționează sub controlul controalelor automate, fără participarea operatorilor, ajustând parametrii de gazeificare și rata de recuperare a resurselor.

Avantajele tehnologiei

În ceea ce privește implementarea tehnică, metoda este destul de laborioasă și costisitoare, dar are o serie de proprietăți pozitive care justifică utilizarea sa:

• Performanță în altă.
• Oportunități largi de ajustare structurală la condițiile externe de funcționare și la parametrii puțului.
• Fiabilitatea și siguranța procesului de exploatare.
• Flexibilitate. Această proprietate reflectă atât avantajele, cât și dezavantajele metodei de producere a petrolului prin ridicare cu gaz, care se manifestă în diferite aspecte ale aplicării sale. De exemplu, din punctul de vedere al unui operator calificat, procesul de control în sine este destul de simplu și practic nu necesită efort fizic. Însă, personalul de întreținere are de-a face cu mașini complexe care necesită multă muncă și costuri pentru întreținere.
• Majoritatea echipamentelor critice se află la suprafață.
• Universalitatea metodei.

Defecte ale tehnologiei

Cu toate acestea, această metodă nu poate fi numită optim adecvată pentru toate domeniile, dacă luăm în considerare totalitatea factorilor operaționali, precum și aspectele de mediu și economice. La aspectele negative ale utilizării metodei de ridicare cu gazproducția de petrol include:

• Costuri mari ale resurselor energetice. Vorbim de injecția de gaz în volume industriale și de costul combustibilului pentru generatoarele care asigură funcțiile echipamentelor de pompare cu compresoare.
• Este posibil ca investiția să nu se potrivească cu valoarea materialelor de petrol și gaze recuperate - mai ales având în vedere costul proceselor suplimentare de curățare și separare a proceselor.
• Pe măsură ce zăcămintele mari sunt exploatate, volumele de producție sunt în scădere, în timp ce nivelul de suport organizatoric și tehnic ar trebui să rămână același.

Concluzie

Experienta companiilor producatoare de petrol si gaze arata ca aproximativ jumatate din costurile proiectelor de dezvoltare si exploatare a campurilor revine organizarii infrastructurii tehnice cu suport pentru fluxuri de lucru suplimentare. S-ar părea că tendințele de dezvoltare a industriei ar trebui să îndrepte progresul către optimizarea structurală a unor astfel de evenimente, dar metoda de ridicare a gazelor dovedește contrariul. După cum a sugerat Karl Locher, autorul metodei de producere a petrolului cu ridicare cu gaz, conectarea surselor de energie auxiliară în timpul ridicării reduce consumul de energie al operațiunii de lucru, dar nu și organizarea evenimentului în ansamblu. În orice caz, echipamentul pentru șirul de ridicare nu oferă atât de mult beneficii sub forma conectării unui canal de gazeificare, ci deschide mai multe oportunități în controlul parametrilor procesului de producție. Și acest avantaj este tocmai perspectiva dezvoltării liftului cu gaz ca o modalitatepoate extinde posibilitățile de a combina mai multe rezervoare de dezvoltare într-o unitate de producție de mare capacitate.