Експлуатація Шебелинського нафтового родовища (стр. 6 из 8)

Газліфтна експлуатація свердловин

В процесі розробки родовища нафтових свердловин є відтворення компресорним способом природного фонтанування. Різниця полягає в тому, що при фонтануванні джерелом енергії є газ який поступає із пласта. У зв’язку з тим, що у процесі розробки умови експлуатації свердловин погіршуються, для продовження фонтанного способу вводиться газліфт. Тобто продовження фонтанної експлуатації в системі фізичної суміші є газліфтна експлуатація, коли потрібну кількість газу для підйому рідини на поверхню (для ліфтування) закачують з поверхні. Пластову енергію, що припливає та характеризується газовим фактором, поповнюють запомпування газу у свердловину із поверхні, створюючи штучне фонтанування яке називається газліфтним піднімачем, а спосіб експлуатації газліфтом. Підйомник в якому використовується повітря називають ерліфтом, а в якому вуглеводневий газ газліфтом. Перевага ерліфта полягає тільки в необмеженій кількості повітря. Коли застосовують газліфт, то на відміну від ерліфта забезпечується повна утилізація газу. Зберігання і утилізація легких фракцій і емульсій, для руйнування якої потребують менші втрати, тому газліфт в теперішній час застосовують частіше. У тих випадках коли фонтанні режими не забезпечують необхідні дебіти можна додатково подавати газ в свердловину і збільшити за рахунок газу дебіт рідини.

Найбільшою матеріалоємкістю володіє однорядний підйомник. На рисунку ми розглядаємо схему однорядного підйомника з кільцевою системою подачі робочого агента. При кільцевій системі подачі робочий агент нагнітається в кільцевий простір між експлуатаційною колоною і підйомними трубами, а суміш газу і рідини піднімається по трубам та викидається у викидну лінію через трійник. Для облаштування свердловини однорядним підйомником застосовують піднімальні труби з умовним діаметром 48─89мм. і рідко від 114мм. Застосовують підйомники і інших конструкцій та систем подачі робочого агента, наприклад півтора-рядний і двох-рядний підйомники.

Розглянемо схему обладнання свердловини однорядним підйомником.

Нафта і газ які поступають на вибій свердловини володіють великим знаком природної пластової енергії. Розрізняють два види енергії:

1) енергія гідростатичного напору (ця енергія зумовлена наявністю високого пластового тиску);

2) енергія попутного стиснутого нафтою газу ─ другий вид енергії залежить від кількості попутного газу.

Практично на родовищах України немає покладів де не було б газу. Зокрема щоб свердловина фонтанувала потрібний тиск, чим більше газовий фактор тим більше буде фонтанувати свердловина. Самий простий спосіб експлуатації - це фонтанний, термін фонтанування на кожному окремому родовищі різний, але кожне фонтанування припиняється. Є три причини припинення фонтанування:

1) самопадіння пластового тиску;

2) зменшення газового фактору;

3) збільшення густини суміші.

Отже, кращий спосіб продовження фонтанної експлуатації свердловини є газліфтний спосіб.

Конструкції газліфтних підйомників.

Однорядний (рис.4.1)

Дворядний (рис4.2) Півтора-рядний (рис.4.3)

Рисунок 4.4

Газліфтний спосіб експлуатації вперше запропонував в м. Баку Шухов, але американці почали експлуатацію газліфтним способом ще на 50р. раніше.

Рисунок 4.5

Переваги газліфтного способу експлуатації свердловини: простота обладнання, відсутність руху всередині свердловини, відсутність механічних домішок та смолисто-парафінистих відкладів. Недоліки: для вироблення стиснутого газу 10 ─ 15 МПа потрібно мати потужні компресори, тобто потрібно високі нагнітальні втрати пов’язані з будівництвом компресорних станцій. Якщо брати до уваги, що після війни 20 р. уходили від газліфтного способу в цілому і при цьому дуже сильно падав дебіт свердловини. Другий недолік низького ККД газліфтного способу в цілому. Справа в тому, що ефективність насиченості газом не поршневим методом дуже низька. Основною проблемою експлуатації газліфтних свердловин є проблема пуску в роботу свердловини після її зупинки. Після зупинки любої механізованої свердловини в свердловині встановлюється рівень рідини який називається статичним рівнем. В процесі пуску свердловини в роботу ми повинні заповнити затрубний простір стиснутим газом і витиснути рівень рідини до башмака НКТ. Тому і є пускові клапани для запуску свердловини у роботу. Принцип полягає у наступному: колону НКТ обладнують кількома пусковими клапанами які працюють автоматично перед пуском свердловини ці клапани відкриті. Розрізняють два види рівня рідини: динамічний рівень рідини─ коли свердловина працює і статичний рівень рідини ─ коли свердловина не працює.

Проблеми і вдосконалення.

При експлуатації газліфтним методом дослідження свердловини проводять при усталених режимах фільтрації. При дослідженні газліфтних свердловини подача газу змінюється і таким чином змінюється дебіт свердловини і вибійний тиск, тобто ми бачимо залежність дебіту від витрати газу. В зв’язку з цим можна сказати, що для кращої експлуатації газліфтних свердловин необхідно мати кілька режимів.

Газліфтний спосіб експлуатації належить до основних способів експлуатації і дебіт свердловини буде збільшуватись від витрат газу. Особливість успіхів в покращенні методів (підвищення ККД газліфтної свердловини)─ ККД залежить від структури руху газорідинної суміші і вибійного тиску. Рвиб ми регулювати не можемо, тому застосовують інші шляхи підвищення ККД.

Насосна експлуатація свердловин

Суть даного способу експлуатації свердловин полягає у тому, що у свердловині розміщують плунжерний насос, який приводиться в дію поверхневим приводом за допомогою колони штанг. (Рис. 4.6)

Штангова глибинна – насосна установка (ШГНУ) складається із насоса опущеного у свердловину, колони штанг, верстата – качалки, встановленого біля устя свердловини. Зворотно – поступальний рух колони насосних штанг і приєднаного до них плунжера забезпечується верстатом – качалкою.

Спосіб видобутку нафти за допомогою ШГНУ досить розповсюдженій в нашій країні. Даним способом можна добувати від 1 до 500 т нафти на добу. Однак в більшості випадків глибинно-насосну експлуатацію застосовують в мало- та середньо дебітних нафтових свердловинах.

Рис. 4.6

1 – НКТ; 2 – плунжер; 3 – колона штанг; 4 – циліндр насоса; 5 – трійник; 6 – сальник; 7 – головка балансира; 8 – балансир; 9 – шатун; 10 – кривошип; 11 – електродвигун;

Експлуатація нафтових свердловин зануреним відцентровим насосом

Електровідцентрові насосні установки ( Рис.4.7) складаються: із відцентрового насоса 4, електродвигуна 1. кодони підйомних труб 11, броньованого кабелю 5, гирлової арматури 10, кабельного барабану 7 та інше допоміжне обладнання.

Рис.4.7 1 – електродвигун; 2 – протектор; 3 – фільтр; 4 – відцентровий насос; 5 – броньований кабель; 6 – підвісний ролик; 7 – барабан; 8 – автотрансформатор; 9 – станції керування; 10 – гирлова арматура; 11 – колона підйомних труб.

Видобуток нафти при даному способу експлуатації відбувається наступним чином. Електродвигун обертає вал відцентрового насосу, нафта всмоктується через фільтр відцентровим насосом і нагнітається на поверхню по насосним трубам. Для електро відцентрових насосів характерний великий міжремонтний період їх роботи. Наземне обладнання ЕВН відрізняється своєю простотою та не потребує спеціальних фундаментів та інших споруд.

В Україні широко використовують занурені відцентрові насоси. Їх використовують в тих випадках, коли потрібно виконувати інтенсивний відбір нафти із свердловини при великій глибині залягання продуктивних пластів, а також в свердловинах з агресивними пластовими водами.

Експлуатація газових свердловин

Експлуатація газових свердловин в порівнянні з нафтовими має свої особливості, зв’язані з різними фізичними властивостями нафти і газу. Вилучений на поверхню газ повинен відразу ж направлятися споживачеві, так як зберігати його в ємностях неможливо. В зв’язку з цим добуток газу повинен бути більше споживаємого. Низька щільність газу обумовлює більш високі устьові тиски, низька в’язкість газу зумовлює дуже жорсткі вимоги до герметичності експлуатаційних колон та гирлового обладнання.

Газові свердловини експлуатують лише фонтанним способом. Конструкція газових свердловин, їх освоєння, обладнання устя та вибою, регулювання дебіту мають багато спільного з нафтовими фонтанними свердловинами. Конструкція газових свердловин залежить від величини пластового тиску, характеристики пласту, наявності або відсутності водоносних горизонтів, від характеристики порід і властивостей газу.