Механизированная добыча (механизированный лифт) применяется в тех случаях, когда давление в нефтяном коллекторе снижается настолько, что уже не может обеспечивать экономически оптимальный отбор из скважины за счет природной энергии. Наиболее распространены следующие методы механизированной добычи:
• газлифт;
• плунжерный лифт;
• добыча штанговыми насосами;
• откачка пневматическими и гидравлическими насосами;
• откачка роторными насосами;
• откачка гидравлическими глубинными насосами;
• откачка электрическими погружными насосами.
механ.pptx
Механизированная добыча нефти
Механизированная добыча (механизированный лифт) применяется в тех случаях, когда давление в нефтяном коллекторе снижается настолько, что уже не может обеспечивать экономически оптимальный отбор из скважины за счет природной энергии. Наиболее распространены следующие методы механизированной добычи:
• добыча штанговыми насосами;
• откачка пневматическими и гидравлическими насосами;
Способы эксплуатации нефтяных скважин
• откачка роторными насосами;
• откачка гидравлическими глубинными насосами;
• откачка электрическими погружными насосами.
- В скважинах, где давление в коллекторе или давление растворенного газа слишком мало, чтобы создавать фонтанирование , поток жидкости может поддерживаться искусственным методом — газлиф том.
Достоинства и недостатки
-Оборудование сравнительно недорого и взаимозаменяемо;
-Низкие эксплуатационные расходы.
-Требуется источник сжатого газа; сжатие газа может сильно увеличить начальные капиталовложения;
-Газлифт лучше не применять для глубоких добывающих скважин с высокими перепадами давления или низкими забойными давлениями.
Достоинства и недостатки
-могут устанавливаться на талях, и в случае морских скважин они не требуют дополнительного места на платформе;
-подъемники могут быть модифицированы для использования в наклонно направленных скважинах и на скважинах.
-непригодность для скважин с высокой нормой отбора;
-пульсирующий поток из скважины может отрицательно сказаться на эффективности наземного оборудования.
- Добыча при помощи штанговых насосов — бесспорно, самый распространенный способ искусственного подъема нефти. Основные детали штангового насоса следующие: глубинный насос, штанги для передачи усилия с поверхности к насосу и поверхностный насосный узел, приводящий штанги в возвратно-поступательное движение.
Добыча штанговыми насосами
Достоинства и недостатки
-метод позволяет добывать высокотемпературные или высоковязкие нефти;
-используется достаточно часто и хорошо знаком большей части персонала;
-высоконадежны и легко поддаются диагностике ;
-непригодность для искривленных скважин;
-суммарный вес и габариты могут помешать их применению на морских платформах;
- Сравнительно новой для нефтяно й промышленности насосной системой является насос с поступательным движением полости. Такой насос состоит из ротора из хромированной стали, выполненного в виде наружной спирали.
Откачка роторными насосами
Способы добычи нефти
Достоинства и недостатки
-экономит расходы на энергию;
-лучше перекачивает вязкие жидкости;
-что глубина ее применения не превышает 1200 ;
-из-за недостаточной термостойкости эластомеров, ее производительность ограничена ;
- В настоящее время эти насосы производятся в широком ассортименте: с различными размерами, производительностью и рабочими напряжениями. При стандартном монтаже насос в сборе и электромотор опускаются в скважину на эксплуатационной колонне.
Электрические погружные насосы
Источник: www.myunivercity.ru
Добыча нефти (технология добычи нефти)
Добыча нефти и газа и консервация пластов. Добыча нефти заключается, в основном, в ее вытеснении водой или газом. Во время первоначального бурения почти вся сырая нефть находится под давлением. Это естественное давление падает по мере того, как нефть и газ удаляются из продуктивного пласта в течение трех фаз его добычи:
- § Во время первой фазы, добычи промыванием, поток управляется естественным давлением в пласте, возникающим в результате удерживания растворенного в нефти газа под давлением над нефтью, и гидравлическим давлением воды, скапливающейся под нефтью.
- § Механизированная (насосно-компрессорная) добыча, которая состоит в закачивании газа под давлением в продуктивный пласт, когда естественное давление исчерпалось.
- § Третья фаза, малодебитная или предельная добыча, наступает, когда скважина дает нефть только периодически.
Первоначально, было слабое понимание того, какие силы влияют на добычу нефти и газа. Изучение поведения продуктивных пластов нефти и газа началось в начале 20 века, когда обнаружилось, что закачивание воды в продуктивный пласт увеличивает добычу. В это время промышленность извлекала из скважин всего 10-20% содержимого продуктивного пласта, что можно сравнить с современными уровнями извлечения свыше 60% запасов пласта, до того как скважина становится непродуктивной. Концепция регулирования производительности пласта заключается в том, что чем выше скорость добычи, тем быстрее разрежается давление в продуктивном слое, сокращая, таким образом, общее количество нефти, которое может быть, в конечном счете, извлечено из скважины. Для консервации продуктивных нефтеносных пластов используются две меры:
- § Объединение состоит в разработке месторождения как единого целого, что дает возможность применения методов вторичного извлечения и поддержания давления, даже при возможном участии в этом разных нефтедобывающих фирм.
- § Размещение скважин представляет собой ограничение и целесообразное расположение скважин для того, чтобы достичь максимальной добычи без рассеивания месторождения из-за избыточного бурения.
Методы извлечения дополнительного продукта. Производительность нефтяных и газовых продуктивных пластов улучшается при помощи разнообразных методов извлечения. Одним из методов является химическое или физическое открытие проходов в слое, позволяющих нефти или газу более свободно перемещаться через пласт к скважине.
Вода и газ нагнетаются в продуктивный пласт для поддержания рабочего давления через естественное вытеснение нефти. Методы вторичного извлечения, включая вытеснение давлением, механический (насосно-компрессорный) подъем и заводнение пласта, улучшают и восстанавливают давление в продуктивном пласте. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта означает применение различных методов вторичного извлечения в многочисленных и разнообразных сочетаниях. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта также включает в себя более прогрессивные методы получения дополнительного продукта из истощившихся продуктивных пластов, например, термическое извлечение, использующее теплоту вместо воды или газа для принудительного вытеснения большего количества сырой нефти из продуктивного пласта.
Кислотная обработка. Кислотная обработка является методом увеличения выхода скважины за счет закачивания кислоты непосредственно в продуктивный пласт для открытия протоков в результате реакции между химикатами и минералами. Первоначально, для растворения известняков использовалась соляная кислота. Она до сих пор наиболее широко применяется для этих целей. Однако теперь для управления реакцией, а также для предупреждения коррозии и образования эмульсий к соляной кислоте добавляются различные химикаты.
Вместе с соляной кислотой, в зависимости от типа породы или минералов в продуктивном пласте, также используются плавиковая, муравьиная и уксусная кислота. Плавиковая кислота всегда сочетается с одной из трех кислот и первоначально применялась для растворения песчаника.
Ее часто называют «грязевой кислотой», поскольку теперь она используется для очистки перфорационных отверстий, которые были засорены бурильным раствором, и для восстановления утраченной проницаемости вблизи ствола скважины. Муравьиная и уксусная кислоты используются в глубоких, сверх-горячих известняковых и доломитовых продуктивных слоях, а также как кислоты для разрыва пласта перед началом перфорации. Уксусная кислота также добавляется в скважины как нейтрализующий буферный агент для контроля pH уровня скважинных жидкостей и для воздействия на пласт. Почти все кислоты имеют добавки, такие как ингибиторы для предотвращения реакции с металлической обсадной колонной и сурфактанты и для предупреждения образования шлама и эмульсий.
Разрыв пласта. Термин «разрыв пласта» описывает метод, применяющийся для увеличения протекания нефти или газа через продуктивный пласт в скважины принудительно или под давлением. Добыча может снижаться из-за того, что формация продуктивного пласта недостаточно проницаема, для того чтобы нефть могла свободно протекать к скважине.
Разрывающие пласт силы открывают подземные протоки при помощи закачивания жидкости, обработанной специальными расклинивающими наполнителями (включая песок, металл, химические гранулы и раковины) в продуктивный пласт под высоким давлением для образования разломов. Для стимулирования расширения в жидкость может добавляться азот. Когда давление сбрасывается, то жидкость вытекает обратно, а расклинивающие наполнители остаются в пласте, удерживая разломы открытыми, чтобы нефть могла протекать в скважину более свободно.
Массовый разрыв включает в себя закачивания больших количеств жидкости в скважины для создания под действием гидравлической силы разломов длиной в тысячи футов. Массовый разрыв обычно применяется для открытия газовых скважин там, где формации продуктивных пластов настолько плотны, что даже газ не может пройти сквозь них.
Поддержание пластового давления. Существует два основных способа поддержания пластового давления: нагнетание воды или газа (воздуха, азота, углекислого газа и природного газа) в пласты, где естественное давление снизилось или недостаточно для добычи. Оба метода требуют бурения вспомогательных нагнетательных скважин в определенных местах для достижения наилучших результатов. Нагнетание воды или газа для поддержания рабочего давления скважины называется естественным вытеснением. Использование газа под давлением для повышения давления в продуктивном пласте называется механизированной (насосно-компрессорной) (газовой) добычей.
Заводнение пласта. Наиболее распространенным методом вторичного извлечения при искусственном поддержании энергии пласта является закачивание воды в нефтяной продуктивный пласт для проталкивания продукта к добывающей скважине. При пяти-точеченом заводнении четыре нагнетательных скважины бурятся так, чтобы образовать квадрат с добывающей скважиной в центре.
Нагнетание регулируется для поддержания одинаковой скорости продвижения водяного фронта вперед сквозь продуктивный пласт к добывающей скважине. Часть используемой воды, это — соленая вода, полученная из сырой нефти. При нагнетании в пласт воды с малым натяжением в воду добавляется сурфактант, содействующий протеканию нефти сквозь продуктивный пласт за счет уменьшения ее прилипания к породе.
Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей. Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей и смешивающихся с нефтью полимеров является методом искусственного поддержания энергии пласта, применяющимся для улучшения нагнетания воды посредством сокращения поверхностного натяжения сырой нефти.
Смешивающаяся с нефтью жидкость (та, которая может раствориться в сырой нефти) нагнетается в продуктивный пласт. За этим следует нагнетание другой жидкости, которая толкает сырую нефть и смесь смешивающейся с нефтью жидкости к добывающей скважине. Нагнетание смешивающихся с нефтью полимеров включает в себя применение детергентов (моющих средств) для отмывания нефти от толщи пород (пластов). После детергента нагнетается гель или загущенная вода, которая перемещает сырую нефть к добывающей скважине.
Внутрипластовое горение. Внутрипластовое горение, или сгорание на месте добычи нефти, является дорогостоящим методом термического извлечения нефти, при котором большие количества воздуха или кислородосодержащего газа нагнетаются в продуктивный пласт, а часть сырой нефти поджигается.
Тепло от огня уменьшает вязкость тяжелой сырой нефти, облегчая ее протекание по пласту. Горячие газы, возникающие в результате горения, увеличивают давление в продуктивном пласте и создают узкий горящий фронт, который проталкивает более маловязкую сырую нефть к добывающей скважине. Более тяжелые сырые нефти остаются в пласте, обеспечивая дополнительное топливо по мере медленного продвижения фронта пламени вперед. За процессом горения ведется внимательное наблюдение, и он контролируется посредством регулирования нагнетаемого воздуха или газа.
Нагнетание пара. Нагнетание пара, или вытеснение паром, является методом термического извлечения, который нагревает тяжелые сырые нефти и понижает их вязкость за счет нагнетания чрезвычайно горячего пара в самые нижние слои относительно «мелких» продуктивных пластов.
Пар нагнетается в течение 10-14 дней, а скважина остается закрытой в течение еще одной недели или около этого, что позволяет пару тщательно разогреть продуктивный пласт. В то же время возросшая температура расширяет газы в продуктивном пласте, повышая, таким образом, давление в нем. Затем скважина снова открывается, и нагретая, менее вязкая сырая нефть протекает в скважину. Более новый метод использует нагнетание менее горячего пара при более низком давлении на большие участки двух, трех или более зон одновременно, что создает «паровую камеру», которая отжимает вниз нефть в каждой зоне. Это дает больший приток нефти на поверхность при использовании меньшего количества пара.
Источник: vuzlit.com
Факторы, влияющие на мировую добычу нефти
Нефть России является одним из самых интересных полезных ископаемых не только для нашей страны, но и для стран зарубежья.
Прогнозировать добычу нефти и нефтепродуктов могут только высококвалифицированные специалисты, которые опираются на несколько взаимосвязанных и взаимозависимых факторов:
- Количество и качество установленных и дополнительных запасов нефти страны (запасы нефти в очень тяжелых для добычи, находящихся в арктических регионах, в глубоких слоях земной коры);
- Повышение уровня квалификации персонала, работающего с техникой для бурения, добычи нефти, разработки нефтяных месторождений и переработки нефти, а также транспортирования ее до объектов;
- Улучшения технологий и методов добычи нефти и разведки ее месторождений;
- Постоянное изменение цены нефти, замена ее на другие виды энергоносителей;
- Экономическое состояние в стране;
- Спрос и потребление нефти в стране, а также непостоянство этих понятий;
- Энергосбережение и методы по улучшению и развитию данного направления;
- Замена нефти на газ, уголь, жидкие продукты переработки угля при энергетическом и технологическом использовании.
- Внедрение других аналогичных видов энергии (атомная, ядерная энергия)
Для того, что бы объяснить взаимосвязь и взаимозаменяемость перечисленных выше вакторов, есть хороший пример: цены на нефть постоянно растут, в результате чего возникает потребность в разработке новых месторождений с очень тяжело добываемыми видами нефти (их запасы достаточно велики), а также увеличение процента извлечения нефти, замена нефти на жидкие продукты из угля.
Чем лучше будут разработаны методы переработки нефти и получения из нее нефтепродуктов, тем меньше будет потребность в больших объемах добычи нефти. На данный фактор также влияет политика энергосбережения в нашей стране.
Для полноценного анализа рентабельности добычи нефти в России, а также способов добычи и переработки, нужно отталкиваться не только от вышеперечисленных факторов, но и от возможности нефтедобычи близлежащих стран и государств.
Большой момент в понятии нефтедобычи занимает направление энергосбережения, поэтому о б энергосбережении нужно упомянуть немного больше и уже в отдельной статье.
Источник: skyprom.ru