Gas-lift metoda proizvodnje nafte: opis i karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Grupa vazdušnih metoda proizvodnje ugljovodonika na naftnim i gasnim poljima već dugo koristi domaća industrija kao alternativu razvoju protočnih bušotina. Ova tehnologija, pod određenim uslovima primene, daje značajne ekonomske i tehničke prednosti, ali zahteva i povezivanje dodatnih resursa. Optimalno rješenje u većini slučajeva je gas-lift metoda proizvodnje nafte, u kojoj se kao aktivni medij za dizanje koristi mješavina plina. Ovakvo rješenje opravdava se visokim performansama, ali i nameće dodatne organizacijske zahtjeve u pogledu sigurnosti. Iz tog razloga, metodu uglavnom koriste velike organizacije sa dovoljnom bazom resursa.

Opće karakteristike gas-lift metode proizvodnje nafte

Principi airlift-a, odnosno tehnologije podizanja bušotinskih resursa podzemnog ležišta, prvi put su korišćeni krajem 18. veka. Pojava ideje o ovoj metodi nastala je zbog brzog razvoja rudarskih tehnologija, ali je dugo vremena njena puna upotreba bila ograničena nedostatkom dovoljno razvijene kompresorske opreme. Autor gas-lift metode proizvodnje nafte je njemački inženjer Karl Loscher, koji je iznio opću shemu za prikupljanje resursa korištenjem energije zračnih mješavina. U budućnosti je tehnika više puta optimizirana, modernizirana i poboljšana u određenim aspektima rada. Praktična upotreba zračnog lifta u industrijskom obimu sa stvaranjem teorijske osnove za njegovu tehničku implementaciju počela je tek u 20. stoljeću. U naftnim poljima, prvo iskustvo korišćenja gas lifta datira iz 1985. godine.

U našem vremenu, upotreba gas lift tehnologije opravdava se uglavnom u bušotinama sa visokim protokom. Takođe, u uslovima visokog sadržaja nečistoća, gas lift je najekonomičnije rešenje za podizanje resursa na površinu. To se prvenstveno odnosi na mješavine ulja koje sadrže soli, smole i parafine, koji otežavaju podizanje masa. Što se tiče poređenja sa airliftom kao takvim, možemo reći da je gas lift metoda proizvodnje nafte nastavak opšte tehnologije veštačkog dizanja tečnosti. Samo ako se mješavina zraka koristi kao aktivni medij u klasičnom zračnom liftu, tada plinsko dizalo koristi tvari koje sadrže ugljik. Iz tog razloga, jedan od ključnih operativnihkarakteristike tehnologije uzimaju u obzir specifičnu potrošnju gasa. U obračunu troškova korišćenja gas lifta, troškovi energije za održavanje i snabdevanje gasnim mešavinama iznose oko 30% ukupne cene projekata.

Oblast primene gas-lift metode proizvodnje nafte

Bušotina visokog prinosa sa visokim pritiskom na dnu rupe je ciljno mesto za uvođenje gas lifta. Ovakve naslage su u principu povoljno okruženje za organizaciju vazdušnog transporta. Ali praksa ograničavanja protočnih metoda proizvodnje nafte također određuje niz uslova pod kojima gas lift postaje jedini mogući način rada na bušotini. U najmanju ruku, opća karakteristika gaslift metode proizvodnje nafte kao najprilagođenijeg dinamički neuravnoteženom hidrauličkom okruženju omogućava da se koristi u dubinama s niskim pritiskom zasićenja i u pješčanim bušotinama s teško dostupnim uvjetima ugradnje za tehničku podršku.. Na primjer, gas lift sistem se može koristiti u uslovima poplava, u močvarnim područjima ili gdje postoji opasnost od poplave. Indikatori pritiska se, inače, mogu veštački izjednačiti pomoću kompresorske opreme - iako porast zavisi od energetskih pokazatelja bušotinskog gasa, može se prilično prilagoditi trenutnim potrebama.

S druge strane, ako ne postoji centralizovano snabdevanje tehničkim i gasnim materijalom sa visokim stepenom mehanizacije proizvodnog procesa, onda je bolje koristiti tradicionalnu šemu fontanarudarstvo. Kao iu slučaju airlift-a, gas lift metoda proizvodnje nafte je nastavak tehnologije protočne metode, ali u proširenoj verziji. Upravo tehnološko proširenje proizvodne infrastrukture ne dozvoljava primjenu ove metode na male bušotine, čiji se rad računa na kratke periode.

Tehnološki proces proizvodnje

Nakon razvoja bušotine, na površini se formira strukturna osnova vrha, koja kasnije služi kao platforma za organizaciju glavnih radnih procesa. U niši bušotine organiziran je zatvoreni tunel s komorama i prijelaznim ventilima koji djeluju kao regulator protoka resursa. Kretanje proizvedenog fluida uz kanal je glavni operativni proces, koji je podržan gasifikovanim medijem u donjoj rupi. Da bi se osigurala gasifikacija, komora s mlaznicom za dovod aktivne smjese spušta se paralelno s kanalom duž izolovanog kruga. Zapravo, princip gas-lift metode proizvodnje nafte svodi se na usmjeravanje plina u tečni medij ciljnog resursa, nakon čega se mora izvršiti proces dizanja. Važno je napomenuti da obogaćivanje mešavinama gasa i vazduha samo po sebi ne obezbeđuje podizanje tečnosti. Za ovu operaciju koriste se posebne pumpe. Sila dizanja zavisi i od stepena gasifikacije i od snage pumpe, koje se mogu podesiti. Za složenu kontrolu indikatora pritiska u krugu koristi se kompresorska jedinica koja se nalazi na površini.

Intenzitet proizvodnjeresurs se može kontrolisati ručnom mehanikom ili automatskim sistemima sa elektronskim senzorima. Radni parametri se postavljaju u skladu sa mogućnostima prijemne opreme. Karakteristika gas lift metode proizvodnje nafte je poseban tretman nakon vađenja resursa. Budući da se tekućina diže zajedno sa mješavinom plina, potrebno je posebno odvajanje, nakon čega se već pročišćeno ulje šalje u poseban rezervoar. Štaviše, pošto se gas lift često koristi u okruženjima sa visokom kontaminacijom muljom, može biti potrebna višestepena gruba filtracija pre nego što resurs uđe u privremeni rezervoar za skladištenje.

Primijenjena oprema

Cjelokupnu tehničku infrastrukturu čine dvije grupe opreme - univerzalni uređaji i uređaji za organizaciju procesa održavanja bunara i posebne instalacije koje se koriste u radu gas lifta. Prva grupa može uključivati pumpnu cirkulacijsku opremu, opremu za kućište, montažni okov, metalne cijevi za pumpanje itd. Po pravilu, i protočni i gas-lift metode proizvodnje nafte su izgrađene na ovoj opremi sa manjim strukturnim razlikama.

Što se tiče posebnih tehničkih elemenata za realizaciju dizanja nafte na gas, oni uključuju sljedeće:

• Kompresor. Instalacija za održavanje optimalnog pritiska ubrizgavanjem komprimovanog vazduha. Uglavnom se koriste industrijske jedinice velike snage,sposoban za podešavanje parametara radne vrijednosti u širokom rasponu.
• Gas lift komora. Može se reći da je to jezgro infrastrukture za proizvodnju gaslift nafte, u kojoj se odvijaju glavni procesi usmjeravanja toka, distribucije i snabdijevanja mješavinama plina i zraka. Ovo je metalna konstrukcija sa razvodnim cijevima i izlaznim kanalima, čiji rad reguliraju zaporni ventili.
• Ventili. U ovom sistemu, ventil ne obavlja samo funkciju blokiranja cirkulacije tečnog medija, već djeluje i kao regulator protoka. Gas lift ventili se koriste na različitim nivoima bušotine, što omogućava precizniju kontrolu brzine proizvodnje. Glavna karakteristika dizajna ovakvih ventila može se nazvati prisustvo osjetljivih elemenata koji snimaju indikatore pritiska sa velikom preciznošću i mijenjaju svoje stanje u zavisnosti od sile udara u kontrolnom području.

Pinsko dizalo

U ovom slučaju, koncept lifta odražava složenu infrastrukturu gasnog lifta potopljenog u bunar. Njegov koncept sadrži dva kanala - za ubrizgavanje gasa i za podizanje ciljnog tečnog resursa. Oba kanala su organizirana pomoću metalnih cijevi, ali ne moraju biti međusobno spojeni paralelno. Štoviše, ponekad je predviđen kutni smjer cijevi za dovod plina, što je određeno specifičnostima povezivanja crpne jedinice. Konfiguracija postavljanja cevi zavisi od uslova pod kojima je organizovana gaslift metoda proizvodnje nafte. Fotografija ispod ilustruje modernu tehnologiju.korištenje kombinovanog niza za injektiranje i oporavak u jednom krugu prečnika od 90 do 140 mm. U ovom slučaju, bez obzira na konfiguraciju smjera kanala, kako od gornjeg dijela na glavi tako iu donjem dijelu cipele, po mogućnosti je osigurana kruta fiksacija konstrukcije. Cijevi mogu imati i tehnološke rupe (perforacije) za ispuštanje pijeska i drugih stranih čestica.

Rad plinskog lifta bez kompresora

Snabdevanje gasom i regulacija indikatora pritiska, u principu, ne mora da se vrši uz podršku kompresorske opreme. Ako se plinska i naftna polja nalaze u okviru istog pogona, tada se gasni lift u bušotini može organizirati na vlastitoj energetskoj potpori bez kompresora. Ali čak iu ovom slučaju, tehnologije protočne i gaslift proizvodnje nafte će se razlikovati, jer isključenje regulacije komprimiranim zrakom izvana ne isključuje kontrolu indikatora tlaka prirodnog plina. Štaviše, pod takvim uslovima moguće je izvršiti sušenje u bušotini i prethodno čišćenje resursa, što smanjuje troškove tehnološkog procesa.

Kontrole procesa plinskog lifta

Pre svega, vredi naglasiti da gas lift zahteva upotrebu širokog spektra mernih uređaja koji vam omogućavaju da važne pokazatelje performansi držite pod kontrolom. To uključuje pritisak, temperaturu, vlažnost i protok gasa. Direktna kontrola proizvodnje nafte metodom gas lifta vrši se pomoću gore navedenih ventila izaporni ventili sa pogonskim sistemima napajanim generatorima na površini. Naprednija postrojenja rade pod kontrolom automatskih kontrola, bez sudjelovanja operatera, prilagođavanja parametara gasifikacije i brzine povrata resursa.

Prednosti tehnologije

U smislu tehničke implementacije, metoda je prilično naporna i skupa, ali ima niz pozitivnih svojstava koja opravdavaju njegovu upotrebu:

• Visoke performanse.
• Široke mogućnosti za strukturno prilagođavanje eksternim uslovima rada i parametrima bušotine.
• Pouzdanost i sigurnost procesa rudarenja.
• Fleksibilnost. Ovo svojstvo odražava i prednosti i nedostatke gaslift metode proizvodnje nafte, koje se očituju u različitim aspektima njegove primjene. Na primjer, sa stanovišta kvalificiranog operatera, sam proces upravljanja je prilično jednostavan i praktički ne zahtijeva fizički napor. Ali, osoblje za održavanje ima posla sa složenim mašinama koje zahtevaju mnogo rada i troškova za održavanje.
• Većina kritične opreme nalazi se na površini.
• Univerzalnost metode.

Mane tehnologije

Međutim, ovaj metod se ne može nazvati optimalno pogodnim za sve oblasti, ako se uzme u obzir ukupnost operativnih faktora, kao i ekološki i ekonomski aspekti. Na negativne aspekte korištenja metode gas liftaproizvodnja nafte uključuje:

• Visoki troškovi energetskih resursa. Riječ je o ubrizgavanju plina u industrijskim količinama, te o cijeni goriva za generatore koji pružaju funkcije pumpne opreme sa kompresorima.
• Ulaganje možda neće odgovarati vrijednosti obnovljenih naftnih i plinskih materijala - posebno imajući u vidu troškove dodatnog procesa čišćenja i procesa separacije.
• Kako se eksploatišu velika ležišta, obim proizvodnje se smanjuje, a nivo organizacijske i tehničke podrške treba ostati isti.

Zaključak

Iskustvo kompanija za proizvodnju nafte i gasa pokazuje da oko polovina troškova projekata za razvoj i eksploataciju polja pada na organizaciju tehničke infrastrukture uz podršku za dodatne tokove rada. Čini se da bi trendovi razvoja industrije trebali pomaknuti napredak ka strukturnoj optimizaciji takvih događaja, ali metoda gas lifta dokazuje suprotno. Kako je sugerirao Karl Locher, autor gas-lift metode proizvodnje nafte, povezivanje pomoćnih izvora energije prilikom dizanja smanjuje potrošnju energije radne operacije, ali ne i organizaciju događaja u cjelini. U svakom slučaju, oprema za podiznu žicu ne pruža toliko prednosti u vidu povezivanja kanala za gasifikaciju, već otvara više mogućnosti u kontroli parametara proizvodnog procesa. A ova prednost je upravo perspektiva razvoja gas lifta kao načina damože proširiti mogućnosti kombinovanja nekoliko razvojnih rezervoara u jedan proizvodni pogon visokog kapaciteta.