Методы эксплуатации нефтяных скважин В настоящее время, несмотря на активный поиск альтернативных источников энергии, нефть и природный газ остаются важнейшими энергоносителями, а нефтепродукты – основным видом топлива. Содержание статьи Фонтанный метод эксплуатации Нефтяная и газовая скважина. Газлифтный метод эксплуатации Насосный способ эксплуатации Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами Использование центробежного насоса, оборудованного электроприводом Для извлечения нефти и газа из природных коллекторов используется эксплуатационное бурение скважин. Как вы думаете, что будет с ценой на нефть в 2019 году? Подоражает Подешевеет Просмотреть результаты Способы эксплуатация нефтяных скважин могут быть различными. Выбор того иди иного способа зависит от индивидуальных особенностей продуктивных пластов, из которых добывается сырьё, а также от свойств самого добываемого продукта. Кроме этого, эксплуатация нефтяных и газовых скважин зависит от степени их обводненности, показателей внутрипластового давления и ряда других факторов. Добывающие, нагнетательные и прочие виды скважин называются объектами нефтедобычи. Эксплуатация объектов нефтедобычи представляет собой комплекс работ, в котором используется различное оборудование. Немаловажную роль при выборе метода эксплуатации объекта добычи играет энергия продуктивного пласта. Жидкие и газообразные углеводороды могут извлекаться фонтанным, газлифтным или насосным способом. Все перечисленные технологии объединены общим названием – механизированные способы добычи полезных ископаемых. Далее мы рассмотрим перечисленные методики и дадим краткое описание их основных принципов. Фонтанный метод эксплуатации Эта нефтедобывающая технология для извлечения полезных ископаемых из природных коллекторов на поверхность использует энергию самих продуктивных пластов. Главным достоинством этого способа добычи является высокая степень экономичности, так как подъем природного ресурса идет естественным путем, а следовательно, дополнительных затрат временных и трудовых ресурсов не требуется. Также отпадает необходимость применения специального оборудования, что позволяет значительно сократить капитальные вложения, которые требуются для покупки такого оборудования и его дальнейшего технического обслуживания. Для обустройства скважины фонтанного типа необходимы: из наземного оборудования – колонная головка, фонтанная арматура и выкидная линия (манифольд); из подземного – трубная эксплуатационная колонна. Насосно-компрессорные трубы (НКТ) опускают в скважину до уровня пластовых отверстий, проделанных с помощью перфорации. Именно по НКТ и происходит подъем добываемого нефтегазового сырья на поверхность. Кроме того, эти трубы служат для: регулировки режима работы скважины; обеспечения производства работ по изучению пробуренной выработки; устранения парафиновых и смолистых отложений; проведения эксплуатационно-технологических мероприятий; защиты эксплуатационной колонны от коррозионных воздействий; ликвидации образующихся песчаных пробок; обеспечения глушения скважины, которое необходимо в процессе проведения ремонтных работ её ствола; защиты от резкого повышения давления, а также от его значительных перепадов. При фонтанной эксплуатации скважины подъем добываемого сырья обеспечивает внутрипластовое давление. Стоит сказать, что фонтанирование через достаточно короткое время может прекратиться, даже в случае достаточно высокого давления в продуктивном пласте. В таких случаях главным способом продлить период фонтанирования или возобновить его в случае прекращения, является уменьшение диаметра используемых труб. К примеру, если фонтан в скважине поступал из трубы диаметром 114 миллиметров, а затем естественный подъем сырья прекратился, замена существующих насосно-компрессорных труб на меньший диаметр (к примеру, на 60 миллиметров), как правило, позволяет возобновить естественный процесс подъема нефти. Общая формула энергетического баланса любой добывающей скважины выглядит так: W1+W2+W3 = Wп+Wи где W1 – это энергия, затрачиваемая на подъем газожидкостной смеси от забоя до устья скважины; W2 – энергия, расходуемая добываемой смесью в процессе движения через устьевое оборудование; W3 – энергия, которую уносит газожидкостная струя за пределы скважинного устья; Wп – природная энергия продуктивного пласта; Wи – энергия, добавляемая в скважину извне (с поверхности). Если значение Wи – нулевое, то говорят о фонтанной эксплуатации добывающей горной выработки. Если этот параметр отличен от нуля, то это – либо газлифтная, либо насосная эксплуатация. Внешняя энергия Wи представляет собой либо подачу в скважину сжатого воздуха или газовой смеси, либо применение насосного оборудования. Нефтяная и газовая скважина. Газлифтный метод эксплуатации Как уже было сказано выше, энергии продуктивного пласта (Wп) со временем становится недостаточно для обеспечения естественного подъема добываемого сырья. В таких случаях дополнительную энергию (Wи) можно передать посредством подачи в скважину газовой смеси с высоким значением давления. Это позволит возобновить приток добываемого продукта. Такой способ добычи называется газлифтным. Принцип действия этой технологии основан на том, что подаваемый газ смешивается с внутрипластовой жидкостью, и плотность полученной смеси становится достаточно небольшой. Снижение уровня давления в скважинном забое дает возможность повысить дебит эксплуатируемой выработки и обеспечить устойчивый приток полезного ископаемого на поверхность. Газлифтная эксплуатация нефтедобывающей скважины подразумевает применение двух технологий: с применение компрессорного оборудования и без него. Достоинства этой методики таковы: оборудование, с помощью которого обеспечивается такая добыча, расположено на поверхности, что значительно упрощает его техническое обслуживание и ремонт; конструкция применяемого оборудования достаточно проста, и его эксплуатация – тоже; подъем сырья можно обеспечивать в больших количествах, которые не зависят ни от глубины скважинного ствола, ни от его диаметра; дебит добываемой продукции достаточно просто не только контролировать, но и задавать самостоятельно (для этого необходимо лишь изменить объём подаваемого в скважину газа); газлифтовая технология позволяет эксплуатировать даже те газовые или нефтяные горные выработки, которые либо были залиты водой, либо были пробурены в горных породах с высоким содержанием песка; при таком способе эксплуатации исследования в скважинах проводить и быстрее, и проще. Разумеется, как и любой другой, этот метод имеет и свои недостатки. Например, в процессе газлифтной эксплуатации возникает необходимость регулярной замены труб НКТ, а используемый при проведении работ подъемник имеет достаточно малый коэффициент полезного действия. Помимо этого, компрессорные системы достаточно дороги, и затраты электроэнергии, приходящиеся на одну тонну добываемого сырья, весьма немаленькие. Насосный способ эксплуатации Такая эксплуатация нефтяных и газовых скважин может обеспечиваться с помощью различного технологического оборудования. Типы применяемых устройств могут быть следующими: № Полезная информация 1 глубинное оборудование штангового типа 2 насос центробежного типа, оборудованный электроприводом 3 штанговый погружной насос или насос, оборудованный электрическим приводом 4 устройство диафрагменного типа Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами Для нефте- и газодобычи такие устройства используются чаще всего, и связано это с простотой их конструкции, долговечностью и способностью такого оборудования выкачивать довольно большие объемы жидкого и газообразного сырья. Более половины всех действующих в настоящее время газовых и нефтяных скважин используют штанговые насосные станции. Стоит сказать, что применение такого оборудования позволяет производить его ремонт непосредственно в процессе его работы, без демонтажа и отвоза в специальные сервисные центры, а в качестве первичного мотора могут применяться все существующие типы приводов. Штанговый насос способен работать в достаточно сложных условиях, включая наличие песка и жидкостей с высокой коррозионной агрессивностью. К недостаткам применения такого оборудования относятся: невысокий уровень подачи; наличие ограничений по спуску оборудования; наличие ограничений, связанных с углом наклона скважинного ствола. Простой штанговый насос имеет следующие основные элементы конструкции: цилиндр и плунжер, оборудованный клапаном типа шар-седло, которые обеспечивают подъем добываемого ресурса, одновременно исключая его обратное стекание. Также конструкция может оборудоваться всасывающим клапаном, который ставится ниже цилиндра. Работу штангового насоса обеспечивают передвижения плунжера под действием приводного устройства. В таком насосе присутствует верхняя штанга, которая крепится на головке балансировочного элемента. Основные элементы конструкции насоса штангового типа: рама; пирамидообразная стойка с четырьмя гранями; балансировочный элемент; редуктор, оборудованный противовесом; траверса; поворотная салазка. Штанговые насосы бывают двух типов: вставные и невставные. Первые тип опускают в ствол скважины в готовом виде, а перед этим по насоснокомпрессорным трубам вниз опускают замок. Для замены такого оборудования опускание и подъем труб несколько раз не требуется. Невставные штанговые насосы опускают в скважину в полуготовом виде. Если такому насосу требуется ремонт или замена, то его подъем осуществляется по частям: сначала – плунжер, а потом насоснокомпрессорные трубы. Оба типа штанговых устройств имеют как свои достоинства, так и недостатки, поэтому выбор производят, основываясь на конкретных условиях планируемой эксплуатации.
