SZTUCZNE SYSTEMY PRODUKCYJNE: METODY I SELEKCJA - NAUKA - 2025

Te systemy produkcji sztucznej procesy stosowane w szybach naftowych, aby zwiększyć ciśnienie wewnątrz zbiornika i w ten sposób zachęca olej wypływa na powierzchnię.

Kiedy naturalna energia impulsowa zbiornika nie jest wystarczająco silna, aby wypchnąć olej na powierzchnię, stosuje się sztuczny system, aby uzyskać więcej materiału.

Źródło: pixabay.com

Podczas gdy niektóre studnie mają wystarczające ciśnienie, aby ropa wydostała się na powierzchnię bez konieczności wykonywania jakiejkolwiek stymulacji, większość nie wymaga sztucznego systemu.

Z około 1 miliona odwiertów naftowych i gazowych produkowanych na świecie tylko 5% płynie w sposób naturalny, co sprawia, że ​​prawie cała światowa produkcja ropy i gazu jest zależna od wydajnego działania sztucznych systemów produkcyjnych.

Nawet w przypadku tych studni, które początkowo mają naturalny wypływ na powierzchnię, ciśnienie to z czasem maleje. Dla nich wymagane jest również użycie sztucznego systemu.

Metody

Chociaż istnieje kilka metod osiągnięcia sztucznej produkcji, dwa główne typy sztucznych systemów to systemy pomp i systemy podnoszenia gazu.

Na przykład w Stanach Zjednoczonych 82% odwiertów wykorzystuje mechaniczne wahacze, 10% wykorzystuje podnośnik gazowy, 4% wykorzystuje elektryczne pompy zanurzeniowe, a 2% - pompy hydrauliczne.

Systemy pompowe

Mechaniczny system pompowania

Ten system wykorzystuje sprzęt na powierzchni i pod nią, aby zwiększyć ciśnienie i wypchnąć węglowodory w kierunku ziemi. Pompy mechaniczne to dobrze znane dźwigienki zaworowe, które można spotkać w studniach naftowych na lądzie.

Na powierzchni bujak kołysze się w przód iw tył. Jest połączony z łańcuchem prętów zwanych prętami przyssawkowymi, które zanurzają się w studni.

Pręty ssące są połączone z pompą ssącą, która jest zainstalowana jako część rur w pobliżu dna studni.

Gdy wahacz oscyluje, uruchamia to łańcuch pręta, pręt przyssawki i pompę tłoczyska przyssawki, działając w podobny sposób jak tłoki w cylindrze.

Pompa pręta ssącego podnosi olej z dna studni na powierzchnię. Generalnie zespoły pompowe są napędzane elektronicznie lub za pomocą silnika benzynowego, zwanego głównym napędem.

Aby układ pompowy działał prawidłowo, zastosowano reduktor prędkości zapewniający stabilną pracę zespołu pompowego.

Hydrauliczny system pompowania

Ten system pompowania wykorzystuje pompę hydrauliczną z dna studni, zamiast prętów ssących, aby wyprowadzić olej na powierzchnię. Produkcja jest wymuszana na tłokach, powodując ciśnienie i tłoki do podnoszenia płynów na powierzchnię.

Podobnie jak w fizyce stosowanej do kół wodnych, które napędzają starożytne młyny, energia naturalna jest wykorzystywana w odwiercie, aby wydobyć produkcję na powierzchnię.

Pompy hydrauliczne składają się zazwyczaj z dwóch tłoków, jednego na drugim, połączonych prętem poruszającym się w górę iw dół wewnątrz pompy.

Zarówno powierzchniowe pompy hydrauliczne, jak i podziemne pompy hydrauliczne są zasilane czystym olejem, uprzednio wydobywanym ze studni.

Pompa na powierzchni przesyła czysty olej rurami do pompy hydraulicznej zainstalowanej pod ziemią w najniższej części łańcucha rur. Płyny ze zbiornika są wysyłane na powierzchnię przez drugi równoległy łańcuch rur.

Elektryczny zatapialny system pompowy

Elektryczne systemy pomp głębinowych wykorzystują pompę odśrodkową poniżej poziomu płynów w zbiorniku. Pompa podłączona do długiego silnika elektrycznego składa się z kilku wirników lub łopatek, które przemieszczają płyny w studni.

Cały system jest instalowany na dole łańcucha rur. Kabel elektryczny biegnie wzdłuż studni i łączy pompę ze źródłem energii elektrycznej na powierzchni.

Elektryczna pompa głębinowa wytwarza sztuczną produkcję poprzez obracanie wirników na wale pompy, które wywierają nacisk na otaczające płyny, zmuszając je do wypływania na powierzchnię.

Elektryczne pompy głębinowe są producentami masowymi i mogą podnosić ponad 25 000 baryłek płynów dziennie.

Podnośnik gazowy

Jako wyłaniający się sztuczny system produkcyjny, podnośnik gazowy wtryskuje sprężony gaz do odwiertu w celu przywrócenia ciśnienia, powodując tym samym produkcję. Nawet jeśli studnia płynie bez sztucznego wyciągu, często wykorzystuje naturalną formę wyciągu gazowego.

Wtryskiwany gaz, głównie azot, zmniejsza ciśnienie na dnie odwiertu, zmniejszając lepkość płynów w odwiercie. To z kolei sprawia, że ​​płyny łatwiej wypływają na powierzchnię. Zazwyczaj wtryskiwany gaz jest tym samym gazem z odzysku, który jest wytwarzany w odwiercie naftowym.

Chociaż ma bardzo niewiele jednostek na powierzchni, ten system jest optymalnym wyborem do zastosowań na morzu. W odwiercie sprężony gaz jest wtryskiwany do pierścienia rurowego, wchodząc do studni przez liczne punkty dostępu, zwane zaworami gazowymi.

Gdy gaz wchodzi do rury na tych różnych etapach, tworzy pęcherzyki, uwalnia płyny i zmniejsza ciśnienie.

Wybór sztucznego systemu produkcyjnego

Aby uzyskać maksymalny potencjał rozwoju z dowolnego odwiertu naftowego lub gazowego, należy wybrać najbardziej wydajny sztuczny system wydobycia. Kryteria stosowane w przeszłości do wyboru sztucznego systemu dla określonej studni są bardzo zróżnicowane w branży:

- Doświadczenie operatora.

- Jakie sztuczne systemy są dostępne dla instalacji w określonych rejonach świata.

- Sztuczny system działający w przyległych lub podobnych studniach.

- Określić, które systemy zostaną wdrożone z żądaną prędkością i na wymaganych głębokościach.

- Oceń listę zalet i wad.

- Systemy eksperckie do odrzucania i wybierania systemów.

- Ocena kosztów początkowych, kosztów operacyjnych, zdolności produkcyjnych itp. z wykorzystaniem ekonomii jako narzędzia selekcji, na ogół na podstawie wartości bieżącej.

W większości przypadków jako kryterium wyboru służy sztuczny system produkcji, który osiągnął najlepsze wyniki w podobnych dziedzinach. Ponadto dostępny sprzęt i usługi mogą łatwo określić, który sztuczny system produkcji zostanie zastosowany.

Jednakże, gdy część scenariusza wymagałaby znacznych kosztów w celu utrzymania wysokiego tempa wydobycia w odwiertach, rozsądnie jest rozważyć większość dostępnych metod oceny i selekcji.

Bibliografia

1. Rigzone (2019). Jak działa sztuczny podnośnik? Zaczerpnięte z: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Podstawy sztucznych systemów produkcji. Zaczerpnięte z: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Sztuczne podnoszenie. Zaczerpnięte z: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Sztuczne podnoszenie. Zaczerpnięte z: petrowiki.org.
5. Wikipedia, wolna encyklopedia (2019). Sztuczne podnoszenie. Zaczerpnięte z: en.wikipedia.org.