روش بالابر گازی تولید نفت: شرح و ویژگی ها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

گروه روش های حمل و نقل هوایی برای تولید هیدروکربن در میادین نفت و گاز مدت هاست که توسط صنعت داخلی به عنوان جایگزینی برای توسعه چاه های روان استفاده می شود. این فناوری، تحت شرایط خاص کاربرد، مزایای اقتصادی و فنی قابل توجهی را فراهم می کند، اما به اتصال منابع اضافی نیز نیاز دارد. راه حل بهینه در بیشتر موارد، روش بالابر گازی تولید نفت است که در آن از مخلوط گاز به عنوان یک محیط بالابر فعال استفاده می شود. چنین راه حلی به دلیل عملکرد بالا خود را توجیه می کند، اما همچنین الزامات سازمانی اضافی را از نظر امنیت تحمیل می کند. به همین دلیل، این روش بیشتر توسط سازمان‌های بزرگ با منابع کافی استفاده می‌شود.

ویژگی های کلی روش بالابر گازی تولید نفت

اصول حمل و نقل هوایی، یعنی فناوری بالا بردن منابع چاه یک ذخایر زیرزمینی، برای اولین بار در پایان قرن هجدهم مورد استفاده قرار گرفت. ظهور ایده این روش به دلیل توسعه سریع فناوری های معدن بود، اما برای مدت طولانی استفاده کامل از آن به دلیل عدم وجود تجهیزات کمپرسور به اندازه کافی توسعه یافته محدود شد. نویسنده روش تولید نفت با بالابر گاز، مهندس آلمانی کارل لوشر است که یک طرح کلی برای افزایش منابع با استفاده از انرژی مخلوط هوا ارائه کرده است. در آینده، این تکنیک بارها و بارها بهینه‌سازی، مدرن‌سازی و در جنبه‌های خاصی از عملیات بهبود یافت. استفاده عملی از حمل و نقل هوایی در مقیاس صنعتی با ایجاد مبنایی نظری برای اجرای فنی آن تنها در قرن بیستم آغاز شد. در میادین نفتی، اولین تجربه استفاده از بالابر گازی به سال 1985 برمی گردد.

در زمان ما، استفاده از فناوری بالابر گازی خود را عمدتاً در چاه هایی با دبی بالا توجیه می کند. همچنین در شرایط ناخالصی بالا، بالابر گازی مقرون به صرفه ترین راه حل برای بالا بردن منبع به سطح است. این در درجه اول در مورد مخلوط های روغنی که حاوی نمک ها، رزین ها و پارافین ها هستند، اعمال می شود که بلند کردن توده ها را دشوار می کند. در مورد مقایسه با ایرلیفت به این صورت می توان گفت که روش بالابر گازی تولید نفت ادامه فناوری کلی بالابر مصنوعی مایعات است. تنها در صورتی که در یک هواپیمای کلاسیک از مخلوط هوا به عنوان یک محیط فعال استفاده شود، در یک بالابر گازی از مواد حاوی کربن استفاده می شود. به همین دلیل یکی از کلیدهای عملیاتیویژگی های این فناوری مصرف گاز خاص را در نظر می گیرد. در محاسبه هزینه استفاده از بالابر گازی، هزینه های انرژی برای نگهداری و تامین مخلوط های گازی حدود 30 درصد کل هزینه پروژه ها می باشد.

دامنه کاربرد روش بالابر گازی تولید نفت

یک چاه پرمحصول با فشار ته چاه بالا محل هدفی برای معرفی بالابر گاز است. چنین رسوباتی در اصل محیط مساعدی برای سازماندهی حمل و نقل هوایی است. اما عمل محدود کردن روش‌های جریان تولید نفت نیز تعدادی از شرایط را تعیین می‌کند که در آن بالابر گاز تنها روش ممکن برای کار بر روی یک چاه می‌شود. حداقل، مشخصه کلی روش بالابر گازی تولید نفت به عنوان سازگارترین روش برای محیط های هیدرولیکی نامتعادل دینامیکی، امکان استفاده از آن را در چاله های کف با فشار اشباع کم و در چاه های شن و ماسه با شرایط نصب غیرقابل دسترس برای پشتیبانی فنی می دهد.. به عنوان مثال، سیستم بالابر گازی را می توان در شرایط سیل، در مناطق باتلاقی و یا در جاهایی که خطر سیل وجود دارد استفاده کرد. به هر حال، نشانگرهای فشار را می توان به طور مصنوعی با استفاده از تجهیزات کمپرسور یکسان کرد - اگرچه افزایش به شاخص های انرژی گاز چاه بستگی دارد، اما می توان آن را کاملاً با نیازهای فعلی تنظیم کرد.

از سوی دیگر، اگر تامین متمرکز مواد فنی و گازی با سطح مکانیزاسیون بالای فرآیند تولید وجود ندارد، بهتر است از طرح آبنمای سنتی استفاده شود.معدن. همانطور که در مورد ایرلیفت، روش بالابر گازی تولید نفت ادامه فناوری روش روان است، اما در نسخه تقویت شده. این گسترش تکنولوژیکی زیرساخت های تولید است که امکان اعمال این روش را برای چاه های کوچک که عملکرد آن برای دوره های کوتاه محاسبه می شود، نمی دهد.

فرایند تولید فناوری

بعد از توسعه چاه، پایه ساختاری نوک روی سطح تشکیل می شود که بعداً به عنوان یک سکو برای سازماندهی فرآیندهای اصلی کار عمل می کند. در طاقچه چاه، یک تونل بسته با محفظه ها و دریچه های انتقالی سازماندهی شده است که به عنوان تنظیم کننده جریان منبع عمل می کند. حرکت سیال تولید شده به سمت کانال، فرآیند اصلی عملیاتی است که توسط محیط گازی شده در سوراخ پایین پشتیبانی می شود. برای اطمینان از تبدیل شدن به گاز، محفظه ای با نازل برای تامین مخلوط فعال به موازات کانال در امتداد مدار ایزوله پایین می آید. در واقع، اصل روش بالابر گازی تولید نفت به سمت گاز به داخل محیط مایع منبع هدف کاهش می‌یابد، پس از آن فرآیند بلند کردن باید انجام شود. توجه به این نکته مهم است که غنی سازی با مخلوط گاز و هوا به خودی خود باعث افزایش مایع نمی شود. برای این عملیات از پمپ های مخصوص استفاده می شود. نیروی بالابر هم به درجه گاز شدن و هم به قدرت پمپ بستگی دارد که هر دو قابل تنظیم هستند. برای کنترل پیچیده نشانگرهای فشار در مدار، از یک واحد کمپرسور واقع در سطح استفاده می شود.

شدت تولیدمنبع را می توان با مکانیک دستی یا سیستم های اتوماتیک با سنسورهای الکترونیکی کنترل کرد. پارامترهای عملیاتی با توجه به قابلیت های تجهیزات گیرنده تنظیم می شوند. یکی از ویژگی های روش بالابر گازی تولید نفت، درمان ویژه پس از استخراج منبع است. از آنجایی که مایع همراه با مخلوط گاز بالا می رود، جداسازی خاصی لازم است، پس از آن روغن از قبل تصفیه شده به یک مخزن مخصوص فرستاده می شود. علاوه بر این، از آنجایی که بالابر گاز اغلب در محیط‌هایی با آلودگی دوغاب بالا استفاده می‌شود، ممکن است قبل از ورود منبع به مخزن ذخیره موقت نیاز به فیلتراسیون درشت چند مرحله‌ای باشد.

تجهیزات کاربردی

کل زیرساخت فنی توسط دو گروه تجهیزات تشکیل شده است - دستگاه ها و دستگاه های جهانی برای سازماندهی فرآیندهای تعمیر و نگهداری چاه و تاسیسات ویژه ای که در عملیات بالابر گاز استفاده می شود. گروه اول می تواند شامل تجهیزات گردش پمپاژ، تجهیزات پوششی، سخت افزارهای نصب، لوله های فلزی برای پمپاژ و غیره باشد. به عنوان یک قاعده، هر دو روش جریان و گاز بالابر تولید نفت بر روی این تجهیزات با تفاوت‌های ساختاری جزئی ساخته می‌شوند.

در مورد عناصر فنی ویژه برای تحقق بالا بردن نفت با نیروی گاز، آنها شامل موارد زیر هستند:

• کمپرسور. نصب برای حفظ فشار بهینه با تزریق هوای فشرده. بیشتر از واحدهای صنعتی پرقدرت استفاده می شود،قادر به تنظیم پارامترهای مقدار کاری در محدوده وسیعی است.
• محفظه بالابر گاز. می توان گفت که هسته زیرساخت تولید نفت بالابر گازی است که فرآیندهای اصلی هدایت جریان، توزیع و تامین مخلوط گاز و هوا در آن انجام می شود. این یک سازه فلزی با لوله های انشعاب و کانال های خروجی است که عملکرد آن توسط شیرهای قطع کننده تنظیم می شود.
• شیرآلات. در این سیستم، شیر نه تنها عملکرد مسدود کردن گردش مایع مایع را انجام می دهد، بلکه به عنوان تنظیم کننده جریان نیز عمل می کند. دریچه های بالابر گاز در سطوح مختلف چاه استفاده می شود که امکان کنترل دقیق تر نرخ تولید را فراهم می کند. ویژگی اصلی طراحی این گونه شیرها را می توان وجود عناصر حساسی نامید که نشانگرهای فشار را با دقت بالایی ثبت می کنند و بسته به نیروی ضربه در ناحیه کنترل حالت آنها را تغییر می دهند.

آسانسور گاز

در این مورد، مفهوم بالابر زیرساخت پیچیده بالابر گاز غوطه ور در چاه را منعکس می کند. مفهوم آن شامل دو کانال است - برای تزریق گاز و برای بلند کردن منبع مایع هدف. هر دو کانال با استفاده از لوله های فلزی سازماندهی شده اند، اما لازم نیست که به طور موازی به یکدیگر متصل شوند. علاوه بر این، گاهی اوقات یک جهت زاویه ای از لوله تامین گاز ارائه می شود که با توجه به ویژگی های اتصال واحد پمپاژ تعیین می شود. پیکربندی قرارگیری لوله بستگی به شرایطی دارد که در آن روش بالابر گاز تولید نفت سازماندهی می شود. عکس زیر فناوری مدرن را نشان می دهد.استفاده از رشته تزریق و بازیابی ترکیبی در یک مدار با قطر 90 تا 140 میلی متر. در این حالت، صرف نظر از پیکربندی جهت کانال ها، هم از قسمت بالایی در سر و هم در ناحیه پایین کفش، در صورت امکان، تثبیت سفت و سخت ساختار ارائه می شود. لوله ها همچنین ممکن است دارای سوراخ های تکنولوژیکی (سوراخ) برای انتشار شن و سایر ذرات خارجی باشند.

عملیات بالابر گازی بدون کمپرسور

تامین گاز و تنظیم نشانگرهای فشار، اصولاً نباید با پشتیبانی تجهیزات کمپرسور انجام شود. اگر میادین گاز و نفت در یک محل عملیاتی قرار داشته باشند، بالابر گاز پایین چاه را می توان با پشتیبانی انرژی خود بدون کمپرسور سازماندهی کرد. اما حتی در این مورد، فن‌آوری‌های تولید نفت جریان و بالابر گاز از هم جدا می‌شوند، زیرا حذف مقررات توسط هوای فشرده از خارج کنترل نشانگرهای فشار گاز طبیعی را حذف نمی‌کند. علاوه بر این، در چنین شرایطی، می توان خشک کردن چاله و تمیز کردن اولیه منبع را انجام داد که هزینه فرآیند فن آوری را کاهش می دهد.

کنترل‌های فرآیند بالابر گاز

قبل از هر چیز، شایان ذکر است که بالابر گازی نیاز به استفاده از طیف گسترده ای از دستگاه های اندازه گیری دارد که به شما امکان می دهد شاخص های مهم عملکرد را تحت کنترل داشته باشید. اینها شامل فشار، دما، رطوبت و جریان گاز است. کنترل مستقیم تولید نفت در روش بالابر گازی با استفاده از شیرهای فوق ودریچه های قطع کننده با سیستم های محرک که توسط ژنراتورهای روی سطح تغذیه می شوند. نیروگاه‌های پیشرفته‌تر تحت کنترل کنترل‌های خودکار، بدون مشارکت اپراتورها، تنظیم پارامترهای گازی‌سازی و نرخ بازیابی منابع کار می‌کنند.

مزایای فناوری

از نظر اجرای فنی، روش نسبتاً پر زحمت و پرهزینه است، اما دارای تعدادی ویژگی مثبت است که استفاده از آن را توجیه می کند:

• عملکرد بالا.
• فرصت های گسترده برای تعدیل سازه با شرایط عملیاتی خارجی و پارامترهای چاه.
• قابلیت اطمینان و ایمنی فرآیند استخراج.
• انعطاف پذیری. این ویژگی هم مزایا و هم معایب روش تولید نفت با بالابر گاز را نشان می دهد که در جنبه های مختلف کاربرد آن آشکار می شود. به عنوان مثال، از دیدگاه یک اپراتور واجد شرایط، فرآیند کنترل خود بسیار ساده است و عملاً به تلاش فیزیکی نیاز ندارد. اما، پرسنل تعمیر و نگهداری با ماشین آلات پیچیده ای سر و کار دارند که نگهداری آنها به کار و هزینه زیادی نیاز دارد.
• بیشتر تجهیزات حیاتی روی سطح قرار دارند.
• جهانی بودن روش.

عیوب فناوری

اما اگر مجموع عوامل عملیاتی و همچنین جنبه های زیست محیطی و اقتصادی را در نظر بگیریم، نمی توان این روش را به طور بهینه برای همه زمینه ها مناسب نامید. به جنبه های منفی استفاده از روش بالابر گازیتولید روغن شامل:

• هزینه های بالای منابع انرژی. ما در مورد تزریق گاز در حجم های صنعتی و هزینه سوخت برای ژنراتورهایی صحبت می کنیم که عملکرد تجهیزات پمپاژ را با کمپرسور ارائه می دهند.
• سرمایه گذاری ممکن است با ارزش مواد نفت و گاز بازیافت شده مطابقت نداشته باشد - به ویژه با توجه به هزینه فرآیندهای اضافی تمیز کردن و جداسازی.
• با بهره برداری از سپرده های بزرگ، حجم تولید کاهش می یابد، در حالی که سطح پشتیبانی سازمانی و فنی باید ثابت بماند.

نتیجه گیری

تجربه شرکت‌های تولیدکننده نفت و گاز نشان می‌دهد که حدود نیمی از هزینه‌های پروژه‌های توسعه و بهره‌برداری از میادین بر عهده سازمان‌دهی زیرساخت‌های فنی با پشتیبانی از گردش‌های کاری اضافی است. به نظر می رسد که روند توسعه صنعت باید پیشرفت را به سمت بهینه سازی ساختاری چنین رویدادهایی سوق دهد، اما روش بالابر گاز خلاف آن را ثابت می کند. همانطور که کارل لوچر، نویسنده روش تولید نفت با بالابر گاز، پیشنهاد کرد، اتصال منابع انرژی کمکی در حین بلند کردن، مصرف انرژی عملیات کاری را کاهش می دهد، اما سازماندهی رویداد را به طور کلی کاهش نمی دهد. در هر صورت، تجهیزات رشته بالابر به شکل اتصال کانال گازرسانی مزایای زیادی را ارائه نمی دهد، اما فرصت های بیشتری را در کنترل پارامترهای فرآیند تولید باز می کند. و این مزیت دقیقاً چشم انداز توسعه بالابر گازی به عنوان راهی است کهمی تواند امکانات ترکیب چند مخزن توسعه را در یک مرکز تولید با ظرفیت بالا گسترش دهد.