Plinski način pridobivanja nafte: opis in značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Skupino zračnih metod pridobivanja ogljikovodikov na naftnih in plinskih poljih domača industrija že dolgo uporablja kot alternativo razvoju tekočih vrtin. Ta tehnologija pod določenimi pogoji uporabe zagotavlja pomembne ekonomske in tehnične prednosti, zahteva pa tudi povezavo dodatnih virov. Optimalna rešitev v večini primerov je plinska metoda pridobivanja olja, pri kateri se kot aktivni medij uporablja plinska mešanica. Takšna rešitev se opravičuje zaradi visoke zmogljivosti, hkrati pa nalaga dodatne organizacijske zahteve glede varnosti. Iz tega razloga metodo uporabljajo večinoma velike organizacije z zadostno bazo virov.

Splošne značilnosti metode pridobivanja nafte s plinskim dvigalom

Načela zračnega transporta, to je tehnologija dvigovanja virov podzemnega nahajališča, so bila prvič uporabljena konec 18. stoletja. Pojav ideje o tej metodi je bil posledica hitrega razvoja rudarskih tehnologij, vendar je bila dolgo časa njena polna uporaba omejena zaradi pomanjkanja dovolj razvite kompresorske opreme. Avtor metode pridobivanja nafte s plinskim dvigalom je nemški inženir Karl Loscher, ki je predstavil splošno shemo za pridobivanje virov z energijo zračnih mešanic. V prihodnosti je bila tehnika večkrat optimizirana, posodobljena in izboljšana v določenih vidikih delovanja. Praktična uporaba zračnega dvigala v industrijskem obsegu z ustvarjanjem teoretične podlage za njegovo tehnično izvedbo se je začela šele v 20. stoletju. Na naftnih poljih prve izkušnje z uporabo plinskega dvigala segajo v leto 1985.

V našem času se uporaba plinskega dvigala opravičuje predvsem v vrtinah z visokimi pretoki. Tudi v pogojih visoke vsebnosti nečistoč je plinsko dvigalo najbolj ekonomična rešitev za dvig vira na površje. To velja predvsem za oljne mešanice, ki vsebujejo soli, smole in parafine, ki otežujejo dviganje mase. Glede primerjave z zračnim dvigalom kot takim lahko rečemo, da je plinski dvigalni način pridobivanja nafte nadaljevanje splošne tehnologije umetnega dviganja tekočin. Le če se v klasičnem airliftu kot aktivni medij uporablja zračna mešanica, potem plinsko dvigalo uporablja snovi, ki vsebujejo ogljik. Zaradi tega je eden ključnih operativnihznačilnosti tehnologije upoštevajo specifično porabo plina. Pri izračunu stroškov uporabe plinskega dvigala so stroški energije za vzdrževanje in dobavo plinskih mešanic približno 30 % skupnih stroškov projektov.

Obseg uporabe plinskega dvigala za pridobivanje nafte

Vodina z visokim donosom z visokim tlakom na dnu je ciljno mesto za uvedbo plinskega dvigala. Takšna nahajališča so načeloma ugodno okolje za organizacijo zračnega prevoza. Toda praksa omejevanja tekočih metod pridobivanja nafte določa tudi številne pogoje, pod katerimi plinsko dviganje postane edina možna metoda dela na vrtini. Vsaj splošna značilnost metode pridobivanja nafte s plinskim dvigalom kot najbolj prilagojene dinamično neuravnoteženim hidravličnim okoljem omogoča, da se uporablja v dnu lukenj z nizkim tlakom nasičenosti in v peščenih vrtinah s težko dostopnimi pogoji namestitve za tehnično podporo.. Sistem plinskega dvigala se lahko na primer uporablja v razmerah poplav, na močvirnih območjih ali kjer obstaja nevarnost poplav. Indikatorje tlaka, mimogrede, je mogoče umetno izravnati s kompresorsko opremo - čeprav je dvig odvisen od kazalnikov energije iz vrtine, ga je mogoče precej prilagoditi trenutnim potrebam.

Po drugi strani, če ni centralizirane dobave tehničnih in plinskih materialov z visoko stopnjo mehanizacije proizvodnega procesa, je bolje uporabiti tradicionalno shemo fontanerudarjenje. Tako kot v primeru zračnega dvigala je tudi plinski dvigalni način pridobivanja nafte nadaljevanje tehnologije pretočnega načina, vendar v razširjeni različici. Prav tehnološka širitev proizvodne infrastrukture ne omogoča uporabe te metode na majhnih vrtinah, katerih delovanje je izračunano za kratka obdobja.

Tehnološki proizvodni proces

Po razvoju vrtine se na površini oblikuje strukturna osnova konice, ki kasneje deluje kot platforma za organizacijo glavnih delovnih procesov. V niši vrtine je organiziran zaprt predor s komorami in prehodnimi ventili, ki delujejo kot regulator pretoka virov. Gibanje proizvedene tekočine navzgor po kanalu je glavni operativni proces, ki ga podpira uplinjeni medij v spodnji luknji. Za zagotovitev uplinjanja se komora s šobo za dovajanje aktivne mešanice spusti vzporedno s kanalom vzdolž izoliranega kroga. Pravzaprav se načelo plinske metode pridobivanja nafte zmanjša na smer plina v tekoči medij ciljnega vira, po katerem mora potekati postopek dviganja. Pomembno je omeniti, da obogatitev z mešanicami plina in zraka sama po sebi ne zagotavlja dviga tekočine. Za to operacijo se uporabljajo posebne črpalke. Dvižna sila je odvisna tako od stopnje uplinjanja kot od moči črpalke, oboje pa je nastavljivo. Za kompleksno kontrolo indikatorjev tlaka v krogu se uporablja kompresorska enota, ki se nahaja na površini.

Intenzivnost proizvodnjevir je mogoče nadzorovati z ročnimi mehaniki ali avtomatskimi sistemi z elektronskimi senzorji. Parametri delovanja so nastavljeni glede na zmogljivosti sprejemne opreme. Značilnost metode pridobivanja nafte s plinskim dvigalom je posebna obdelava po pridobivanju vira. Ker se tekočina dviga skupaj s plinsko mešanico, je potrebna posebna ločitev, po kateri se že prečiščeno olje pošlje v posebno posodo. Poleg tega, ker se plinsko dvigalo pogosto uporablja v okoljih z visoko kontaminacijo gnojevke, bo morda potrebna večstopenjska groba filtracija, preden vir vstopi v začasni rezervoar.

uporabljena oprema

Celotno tehnično infrastrukturo tvorita dve skupini opreme - univerzalne naprave in naprave za organizacijo procesov vzdrževanja vrtin ter posebne inštalacije, ki se uporabljajo pri delovanju plinskega dvigala. Prva skupina lahko vključuje črpalno cirkulacijsko opremo, opremo za ohišje, montažno opremo, kovinske cevi za črpanje itd. Na tej opremi sta praviloma zgrajena tako tekoča kot plinska metoda pridobivanja nafte z manjšimi strukturnimi razlikami.

Kar se tiče posebnih tehničnih elementov za realizacijo dviga energije nafte na plin, ti vključujejo naslednje:

• Kompresor. Naprava za vzdrževanje optimalnega tlaka z vbrizgavanjem stisnjenega zraka. Večinoma se uporabljajo industrijske enote velike moči,sposoben prilagajanja parametrov delovne vrednosti v širokem razponu.
• Plinska dvižna komora. Lahko rečemo, da je jedro infrastrukture za pridobivanje nafte z dvigalom, v kateri potekajo glavni procesi usmerjanja toka, distribucije in dobave plinsko-zračnih mešanic. To je kovinska konstrukcija z razcepnimi cevmi in izstopnimi kanali, katere delovanje regulirajo zaporni ventili.
• Ventili. V tem sistemu ventil ne opravlja le funkcije blokiranja kroženja tekočega medija, temveč deluje tudi kot regulator pretoka. Plinski dvižni ventili se uporabljajo na različnih ravneh vrtine, kar omogoča natančnejši nadzor stopnje proizvodnje. Glavno oblikovno značilnost takšnih ventilov lahko imenujemo prisotnost občutljivih elementov, ki z visoko natančnostjo beležijo kazalnike tlaka in spreminjajo svoje stanje glede na silo udarca v kontrolnem območju.

plinsko dvigalo

V tem primeru koncept dvigala odraža kompleksno infrastrukturo plinskega dvigala, potopljenega v vrtino. Njegov koncept vsebuje dva kanala - za vbrizgavanje plina in za dvig ciljnega tekočega vira. Oba kanala sta organizirana s kovinskimi cevmi, vendar ju ni treba vzporedno spajati. Poleg tega je včasih predvidena kotna smer cevi za dovod plina, ki jo določajo posebnosti priključitve črpalne enote. Konfiguracija namestitve cevi je odvisna od pogojev, pod katerimi je organiziran plinski način pridobivanja nafte. Spodnja fotografija prikazuje sodobno tehnologijo.uporaba kombiniranega niza za vbrizgavanje in rekuperacijo v enem krogu s premerom od 90 do 140 mm. V tem primeru je ne glede na konfiguracijo smeri kanalov, tako z zgornjega dela na glavi kot v spodnjem predelu čevlja, po možnosti zagotovljena togo pritrditev konstrukcije. Cevi imajo lahko tudi tehnološke luknje (perforacijo) za izpust peska in drugih tujih delcev.

Plinsko dvigalo brez kompresorja

Dobava plina in regulacija indikatorjev tlaka načeloma ni treba izvajati s podporo kompresorske opreme. Če se nahajata plinska in naftna polja znotraj istega obratovalnega mesta, potem je mogoče zadolžinsko plinsko dvigalo organizirati na lastni energetski podpori brez kompresorja. Toda tudi v tem primeru se bodo tehnologije tekoče in plinske proizvodnje nafte razlikovale, saj izključitev regulacije s stisnjenim zrakom od zunaj ne izključuje nadzora indikatorjev tlaka iz zemeljskega plina. Poleg tega je pod takimi pogoji mogoče izvesti sušenje v vrtini in predhodno čiščenje vira, kar zmanjša stroške tehnološkega procesa.

Kontrola procesa plinskega dvigala

Najprej velja poudariti, da plinsko dvigalo zahteva uporabo širokega nabora merilnih naprav, ki vam omogočajo, da obdržite pomembne kazalnike delovanja pod nadzorom. Ti vključujejo tlak, temperaturo, vlažnost in pretok plina. Neposredni nadzor proizvodnje nafte pri metodi plinskega dvigala se izvaja z uporabo zgoraj omenjenih ventilov inzaporni ventili s pogonskimi sistemi, ki jih poganjajo generatorji na površini. Naprednejše naprave delujejo pod nadzorom samodejnega krmiljenja, brez sodelovanja upravljavcev, ki prilagajajo parametre uplinjanja in hitrost predelave virov.

Prednosti tehnologije

V smislu tehnične izvedbe je metoda precej naporna in draga, vendar ima številne pozitivne lastnosti, ki upravičujejo njeno uporabo:

• Visoka zmogljivost.
• Široke možnosti za strukturno prilagajanje zunanjim obratovalnim pogojem in parametrom vrtine.
• Zanesljivost in varnost procesa rudarjenja.
• Fleksibilnost. Ta lastnost odraža tako prednosti kot slabosti metode pridobivanja nafte s plinskim dvigalom, ki se kažejo v različnih vidikih njene uporabe. Na primer, z vidika usposobljenega operaterja je sam postopek nadzora precej preprost in praktično ne zahteva fizičnega napora. Toda vzdrževalno osebje se ukvarja s kompleksnimi stroji, ki zahtevajo veliko dela in stroškov za vzdrževanje.
• Večina kritične opreme se nahaja na površini.
• Univerzalnost metode.

pomanjkljivosti tehnologije

Vendar te metode ne moremo imenovati kot optimalno primerno za vsa področja, če upoštevamo celoto obratovalnih dejavnikov ter okoljskih in ekonomskih vidikov. Na negativne vidike uporabe metode plinskega dvigalaproizvodnja nafte vključuje:

• Visoki stroški energentov. Govorimo o vbrizgavanju plina v industrijskih količinah in stroških goriva za generatorje, ki zagotavljajo funkcije črpalne opreme s kompresorji.
• Naložba se morda ne ujema z vrednostjo pridobljenih naftnih in plinskih surovin – še posebej glede na stroške dodatnega čiščenja in ločevanja.
• Ko se izkoriščajo velika nahajališča, se obseg proizvodnje zmanjšuje, raven organizacijske in tehnične podpore pa naj ostane enaka.

Sklep

Izkušnje podjetij, ki proizvajajo nafto in plin, kažejo, da približno polovica stroškov projektov za razvoj in obratovanje polj zapade na organizacijo tehnične infrastrukture s podporo za dodatne delovne poteke. Zdi se, da bi trendi razvoja industrije morali premikati napredek v smeri strukturne optimizacije tovrstnih dogodkov, vendar metoda plinskega dvigala dokazuje nasprotno. Kot je predlagal Karl Locher, avtor plinske metode pridobivanja nafte, povezava pomožnih energentov med dvigovanjem zmanjšuje porabo energije delovne operacije, ne pa tudi organizacije dogodka kot celote. Vsekakor oprema za dvižno vrvico ne zagotavlja toliko prednosti v obliki povezave uplinjevalnega kanala, ampak odpira več možnosti pri nadzoru parametrov proizvodnega procesa. In ta prednost je ravno možnost razvoja plinskega dvigala kot načinalahko razširi možnosti združevanja več razvojnih rezervoarjev v en proizvodni obrat visoke zmogljivosti.