Gasløftmetode til olieproduktion: beskrivelse og karakteristika

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Gruppen af lufttransportmetoder til kulbrinteproduktion i olie- og gasfelter har længe været brugt af den indenlandske industri som et alternativ til strømmende brøndudvikling. Denne teknologi giver under visse anvendelsesbetingelser betydelige økonomiske og tekniske fordele, men kræver også tilslutning af yderligere ressourcer. Den optimale løsning er i de fleste tilfælde gasløftmetoden til olieproduktion, hvor en gasblanding bruges som aktivt løftemedium. En sådan løsning retfærdiggør sig selv på grund af høj ydeevne, men stiller også yderligere organisatoriske krav med hensyn til sikkerhed. Af denne grund bruges metoden mest af store organisationer med en tilstrækkelig ressourcebase.

Generelle karakteristika for gasløftningsmetoden til olieproduktion

Principperne for luftløft, det vil sige teknologien til at løfte brøndressourcerne i en underjordisk aflejring, blev først brugt i slutningen af det 18. århundrede. Fremkomsten af ideen om denne metode skyldtes den hurtige udvikling af minedriftsteknologier, men i lang tid var dens fulde brug begrænset af manglen på tilstrækkeligt udviklet kompressorudstyr. Forfatteren til gasløftmetoden til olieproduktion er den tyske ingeniør Karl Loscher, som fremlagde en generel ordning for at øge ressourcerne ved hjælp af energien fra luftblandinger. I fremtiden blev teknikken gentagne gange optimeret, moderniseret og forbedret i visse aspekter af driften. Den praktiske brug af en luftbro i industriel skala med skabelsen af et teoretisk grundlag for dens tekniske implementering begyndte først i det 20. århundrede. I oliefelter går den første erfaring med at bruge gasløft tilbage til 1985.

I vores tid retfærdiggør brugen af gasløftteknologi sig hovedsageligt i brønde med høje strømningshastigheder. Også under forhold med højt urenhedsindhold er gasløft den mest økonomiske løsning til at løfte ressourcen til overfladen. Det gælder primært olieblandinger, der indeholder s alte, harpiks og paraffiner, som gør det vanskeligt at løfte masser. Med hensyn til sammenligningen med luftliften som sådan, kan vi sige, at gasløftmetoden til olieproduktion er en fortsættelse af den generelle teknologi til kunstigt løft af væsker. Kun hvis en luftblanding bruges som aktivt medium i en klassisk luftlift, så bruger en gaslift kulstofholdige stoffer. Af denne grund, en af de vigtigste operationelleteknologiens karakteristika tager hensyn til det specifikke gasforbrug. I beregningen af omkostningerne ved at bruge en gaslift er energiomkostningerne til vedligeholdelse og levering af gasblandinger omkring 30 % af de samlede omkostninger ved projekter.

Anvendelsesområde for gasløftmetoden til olieproduktion

En højtydende brønd med højt bundtryk er et mål for introduktionen af gasløft. Sådanne aflejringer er et gunstigt miljø for organisering af lufttransport i princippet. Men praksisen med at begrænse strømmende metoder til olieproduktion bestemmer også en række forhold, hvorunder gasløft bliver den eneste mulige metode til at arbejde på en brønd. I det mindste gør den generelle karakteristik af gasløftmetoden til olieproduktion som den mest tilpassede til dynamisk ubalancerede hydrauliske miljøer det muligt at bruge den i bundhuller med lavt mætningstryk og i sandbrønde med vanskeligt tilgængelige installationsforhold til teknisk support. For eksempel kan et gasløftesystem bruges i oversvømmelser, i sumpede områder, eller hvor der er risiko for oversvømmelse. Trykindikatorer kan i øvrigt udlignes kunstigt ved hjælp af kompressorudstyr - selvom stigningen afhænger af brøndgasenergiindikatorerne, kan den justeres ganske til det aktuelle behov.

På den anden side, hvis der ikke er en central forsyning af tekniske og gasmaterialer med et højt niveau af mekanisering af produktionsprocessen, så er det bedre at bruge den traditionelle springvandsordningminedrift. Som i tilfældet med luftliften er gasliftmetoden til olieproduktion en fortsættelse af teknologien til den flydende metode, men i en udvidet version. Det er den teknologiske udvidelse af produktionsinfrastrukturen, der ikke tillader anvendelse af denne metode på små brønde, hvis drift er beregnet i korte perioder.

Teknologisk produktionsproces

Efter udviklingen af brønden dannes det strukturelle grundlag for spidsen på overfladen, som senere fungerer som en platform for organisering af de vigtigste arbejdsprocesser. I brøndboringens niche er en lukket tunnel organiseret med kamre og overgangsventiler, der fungerer som en ressourcestrømsregulator. Bevægelsen af den producerede væske op ad kanalen er den vigtigste operationelle proces, som understøttes af det forgasede medium i bundhullet. For at sikre forgasning sænkes et kammer med en dyse til tilførsel af den aktive blanding ned parallelt med kanalen langs et isoleret kredsløb. Faktisk er princippet om gasløftmetoden til olieproduktion reduceret til retningen af gas ind i målressourcens flydende medium, hvorefter løfteprocessen skal finde sted. Det er vigtigt at bemærke, at berigelse med gas-luftblandinger i sig selv ikke sikrer, at væsken stiger. Til denne operation anvendes specielle pumper. Løftekraften afhænger af både graden af forgasning og pumpens effekt, som begge kan justeres. Til kompleks styring af trykindikatorer i kredsløbet bruges en kompressorenhed placeret på overfladen.

Produktionsintensitetressource kan styres af manuel mekanik eller automatiske systemer med elektroniske sensorer. Driftsparametrene indstilles i henhold til det modtagende udstyrs muligheder. Et træk ved gasløftmetoden til olieproduktion er en særlig behandling efter udvindingen af ressourcen. Da væsken stiger sammen med gasblandingen, kræves en speciel adskillelse, hvorefter den allerede rensede olie sendes til en speciel sump. Desuden, da gasløft ofte bruges i miljøer med høj gylleforurening, kan det være nødvendigt med flertrins grovfiltrering, før ressourcen kommer ind i den midlertidige lagertank.

Anvendt udstyr

Hele den tekniske infrastruktur er dannet af to grupper af udstyr - universelle enheder og enheder til at organisere brøndvedligeholdelsesprocesser og specielle installationer, der bruges til drift af gaslift. Den første gruppe kan omfatte pumpecirkulationsudstyr, husudstyr, monteringsbeslag, metalrør til pumpning osv. Som regel er både flow- og gasløftmetoder til olieproduktion bygget på dette udstyr med mindre strukturelle forskelle.

Med hensyn til de særlige tekniske elementer til realisering af løft af olie på gaskraft, omfatter de følgende:

• Kompressor. Installation til opretholdelse af optim alt tryk ved indsprøjtning af trykluft. For det meste anvendes industrielle højeffektenheder,i stand til at justere parametrene for arbejdsværdien i et bredt område.
• Gasløftekammer. Det kan siges, at det er kernen i infrastrukturen for gas-lift olieproduktion, hvor hovedprocesserne med at styre flow, distribution og tilførsel af gas-luft-blandinger finder sted. Dette er en metalkonstruktion med grenrør og udløbskanaler, hvis funktion reguleres af afspærringsventiler.
• Ventiler. I dette system udfører ventilen ikke kun funktionen til at blokere cirkulationen af det flydende medium, men fungerer også som en flowregulator. Gasløfteventiler bruges på forskellige niveauer af brøndboringen, hvilket tillader mere præcis kontrol af produktionshastigheden. Det vigtigste designtræk ved sådanne ventiler kan kaldes tilstedeværelsen af følsomme elementer, der registrerer trykindikatorer med høj nøjagtighed og ændrer deres tilstand afhængigt af påvirkningskraften i kontrolområdet.

Gaslift

I dette tilfælde afspejler begrebet elevator den komplekse infrastruktur i en gaslift nedsænket i en brønd. Dens koncept indeholder to kanaler - til gasinjektion og til at løfte målvæskeressourcen. Begge kanaler er organiseret ved hjælp af metalrør, men de behøver ikke at være forbundet med hinanden parallelt. Desuden er der nogle gange tilvejebragt en vinkelretning af gasforsyningsrøret, som bestemmes af detaljerne ved tilslutning af pumpeenheden. Konfigurationen af rørplacering afhænger af de forhold, hvorunder gasløftmetoden til olieproduktion er organiseret. Billedet nedenfor illustrerer moderne teknologi.brugen af en kombineret injektions- og genvindingsstreng i ét kredsløb med en diameter på 90 til 140 mm. I dette tilfælde, uanset konfigurationen af retningen af kanalerne, både fra den øvre del ved hovedet og i den nedre del af skoen, er der om muligt tilvejebragt en stiv fiksering af strukturen. Rørene kan også have teknologiske huller (perforering) til frigivelse af sand og andre fremmede partikler.

Gasliftdrift uden kompressor

Tilførsel af gas og regulering af trykindikatorer skal i princippet ikke udføres med støtte fra kompressorudstyr. Hvis gas- og oliefelter er placeret inden for samme driftssted, kan gasløft i borehullet organiseres på egen energistøtte uden kompressor. Men selv i dette tilfælde vil teknologierne til flydende olieproduktion og gasløftning afvige, da udelukkelsen af regulering af trykluft udefra ikke udelukker styringen af trykindikatorer fra naturgas. Under sådanne forhold er det desuden muligt at udføre tørring i borehullet og foreløbig rensning af ressourcen, hvilket reducerer omkostningerne ved den teknologiske proces.

Gasløftproceskontrol

Først og fremmest er det værd at understrege, at gasløft kræver brug af en bred vifte af måleudstyr, der giver dig mulighed for at holde vigtige præstationsindikatorer under kontrol. Disse omfatter tryk, temperatur, luftfugtighed og gasflow. Den direkte styring af olieproduktionen i gasløftmetoden udføres ved hjælp af ovennævnte ventiler ogafspærringsventiler med drivsystemer drevet af generatorer på overfladen. Mere avancerede anlæg fungerer under kontrol af automatiske kontroller, uden deltagelse af operatører, der justerer parametrene for forgasning og genvindingshastigheden af ressourcer.

Fordele ved teknologi

Med hensyn til teknisk implementering er metoden ret besværlig og dyr, men den har en række positive egenskaber, der retfærdiggør dens brug:

• Høj ydeevne.
• Vide muligheder for strukturel tilpasning til eksterne driftsforhold og brøndparametre.
• Plidelighed og sikkerhed i minedriftsprocessen.
• Fleksibilitet. Denne egenskab afspejler både fordele og ulemper ved gasløftmetoden til olieproduktion, som er manifesteret i forskellige aspekter af dens anvendelse. For eksempel fra en kvalificeret operatørs synspunkt er selve kontrolprocessen ret enkel og kræver praktisk t alt ikke fysisk indsats. Men vedligeholdelsespersonale beskæftiger sig med komplekst maskineri, som kræver meget arbejde og omkostninger at vedligeholde.
• Det meste af det kritiske udstyr er placeret på overfladen.
• Metodens universalitet.

Fejl ved teknologi

Denne metode kan dog ikke kaldes optim alt egnet til alle områder, hvis vi tager hensyn til helheden af operationelle faktorer samt miljømæssige og økonomiske aspekter. Til de negative aspekter ved at bruge gasløftmetodenolieproduktion omfatter:

• Høje omkostninger til energiressourcer. Vi taler om indsprøjtning af gas i industrielle mængder og omkostningerne ved brændstof til generatorer, der leverer funktionerne til pumpeudstyr med kompressorer.
• Investering svarer muligvis ikke til værdien af genvundne olie- og gasmaterialer - især i betragtning af omkostningerne ved yderligere procesrensnings- og separationsprocesser.
• I takt med at store forekomster udnyttes, falder produktionsmængderne, mens niveauet af organisatorisk og teknisk support bør forblive det samme.

Konklusion

Erfaringerne fra olie- og gasproducerende virksomheder viser, at omkring halvdelen af omkostningerne ved projekter til udvikling og drift af felter falder på tilrettelæggelsen af teknisk infrastruktur med støtte til yderligere arbejdsgange. Det ser ud til, at industriens udviklingstendenser skulle bevæge fremskridt hen imod den strukturelle optimering af sådanne begivenheder, men gasløftmetoden beviser det modsatte. Som Karl Locher, forfatteren af gasløftmetoden til olieproduktion, foreslog, reducerer tilslutningen af hjælpeenergikilder under løft energiforbruget af arbejdsoperationen, men ikke tilrettelæggelsen af begivenheden som helhed. Under alle omstændigheder giver udstyret til løftestrengen ikke så meget fordele i form af tilslutning af en forgasningskanal, men åbner op for flere muligheder for at kontrollere parametrene i produktionsprocessen. Og denne fordel er netop udsigten til at udvikle gasløft som en måde atkan udvide mulighederne for at kombinere flere udviklingsreservoirer til ét produktionsanlæg med høj kapacitet.