Современные способы добычи нефти, газа и газового конденсата

Способ эксплуатации нефтяной или газовой скважины выбирается с учетом геологических характеристик эксплуатируемой залежи, величины пластового давления, плотности добываемой УВ. Жидкости и содержание в ней растворенного газа и других факторов. Они делятся на:

1. Фонтанный способ эксплуатации скважин.

2. Механический способ (компрессорный и глубинно-насосный).

Нефтяные скважины.Фонтанный способ эксплуатации.

Способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором подъем жидкости на поверхность происходит под действием естественной энергии пласта, называется фонтанным. Фонтанирование скважины может происходить под действием гидростатического напора или за счет энергии расширяющегося газа, или того и другого вида энергии вместе и зависит от режима работы залежи.

Для извлечения нефти из пласта фонтанным способом требуется тем меньшее забойное давление, чем больше свободного газа поступает вместе с ней из пласта в скважину и чем больше выделяется из нее газа, находившегося в растворенном состоянии.

Свободный газ, находящийся в нефтяном пласте, производит двойную работу: в пласте он действует как двигательная сила и вытесняет нефть из пласта к забою скважины, а в самой скважине поднимает жидкость к устью по стволу скважины.

Фонтанная эксплуатация скважин осуществляется по колонне насосно0компрессорных труб. По этой колонне НКТ осуществляется подъем газонефтяной смеси от забоя до устья. Они спускаются в скважину обычно до верхних отверстий фильтра (перфорации).Оптимальный размер НКТ труб подбирают на основании специальных расчетов или опыта эксплуатации скважин в сходных условиях. Диаметр НКТ должен обеспечивать использование энергии расширяющегося газа при подъеме нефти на поверхность, обеспечивать необходимую скорость потока для реализации эффекта самоочищения забоя скважины от мех.примесей (песка), создавать условия для проведения работ по очистке от парафинов и смол, спуска дополнительного забойного оборудования, исследовательских приборов и т.д.

Оборудование фонтанных скважин. Оборудование фонтанных скважин состоит из следующих элементов: насосно-компрессорных труб (НКТ), устьевой арматуры, выкидных линий; обвязки устьевой арматуры с выкидными линиями; трапной установки (установки НТС).

Обычно в нефтяные фонтанные скважины спускают колонну труб НКТ (73, 60 – 114 мм) одного диаметра. Реже, как правило на глубоких скважинах, их комбинации. Устьевые арматуры (ФА), их состав и назначение мы рассматривали ранее.

Обвязка фонтанных скважин. Чтобы не прокладывать от каждого выкида фонтанной елки отдельных выкидных линий до трапной (сепарационной) установки, а так же для выполнения работ по освоению скважины и интенсификации добычи, производят обвязку устьевой арматуры, воздухогазопровода и выкидных линий. Схему обвязки скважины выбирают в зависимости от давления, температуры, дебита, содержания в продукции скважины песка и других условий.

Трапы (сепарационные установки). Для отделения на поверхности газа от нефти и газоконденсата, служат особые технологические ёмкости, называемые трапами или сепараторами. По конструкции трап представляет собой вертикальную или горизонтальную емкость высокого давления, диаметр которой много больше диаметра выкидной линии скважины. В трапе скорость движения газожидкостной смеси резко снижается и происходит отделение газа от нефти. Газ через верхнюю часть трапа и регулятор давления отводится в газовую магистраль, а нефть, стекающая в нижнюю часть трапа, отводится в сборные ёмкости или подается в промысловый сборный коллектор.

Каждый трап оборудуется предохранительным клапаном, регулятором уровня, уровнемерным (нефтемерным) стеклом, набором манометров и термометров. В нижней части трапа, кроме того, смонтирован змеевик для подогрева нефти.

Компрессорная эксплуатация нефтяных скважин.

Компрессорная эксплуатация нефтяных скважин является воспроизведением условий естественного их фонтанирования. Разница заключается в следующем. При фонтанирование скважин источником энергии является пластовый газ, а при компрессорной эксплуатации подъем жидкости из скважины происходит под действием энергии сжатого воздуха или газа, нагнетаемого в скважину с поверхности. Для этого применяются компрессора высокого давления различной конструкции. Если в скважину нагнетается воздух, то такая установка называется эрлифтом, а если газ, то газлифтом.

Компрессорные скважины оборудуются однорядным или двухрядным подъемником путем спуска НКТ труб. При двухрядном подъёмнике, трубы первого ряда (большего диаметра) служат для нагнетания рабочего агента, а трубы второго ряда (меньшего диаметра) – для подъёма жидкости.

При применение в качестве рабочего агента воздуха (эрлифт), смесь воздуха и пластового газа на поверхности, насос сепарации, как правило выпускается в атмосферу, т.к. он может быть взрывоопасен. При этом теряется не только пластовый газ, но и легкие составляющие нефти. Кроме того, при смеси нефти, воздуха и воды – образуется стойкая нефтяная эмульсия, что является так же отрицательным фактором при эксплуатации.

При применение в качестве рабочего агента газа (газлифт) – потери легких бензиновых фракций нефти можно свести до минимума, а газовая продукция при этом используется полностью. Газлифт создает все условия для применения системы закрытой эксплуатации, что является важнейшим условием рациональной эксплуатации нефтяных месторождений вообще.

Глубинно-насосная эксплуатация нефтяных скважин.

При эксплуатации нефтяных скважин насосами жидкость из скважины на поверхность поднимается при помощи глубинно-насосных установок различного типа и конструкции:

1. Штанговыми насосными установками. Насос, опущенный в скважину, приводится в действие двигателем, установленным на поверхности, при помощи специального привода через колонну насосных штанг.

2. Безштанговыми насосными установками. При этом насос спускается в скважину одновременно с двигателем. Двигатель и насос представляют собой единый силовой агрегат, спускаемый на насосных трубах (центробежные электронасосы, гидравлические поршневые насосы).

Эксплуатация скважин штанговыми насосными установками является самым распространенным способом добычи нефти в мировой практике нефтедобычи. Это объясняется простотой конструкций установки, несложностью ее обслуживания и экономичностью. Данный способ позволяет наиболее гибко регулировать отбор жидкости из скважин.

Преимуществом безштанговой насосной установки является отсутствие колонны насосных штанг и расположение самого двигателя ближе к забою скважины. Особенно широкое распространение в нефтяных скважинах получили насосы центробежного типа.