Газлифтную видобуток нафтогазових ресурсів можна розглядати як більш прогресивну альтернативу традиційного методу фонтанної розробки свердловин. Його відрізняють елементи пасивного вилучення цільових матеріалів, чому сприяє енергія газу. Дана особливість газліфтної експлуатації свердловин обумовлює і специфіку технічної організації процесу видобутку, що безпосередньо відбивається на характеристиках застосовуваного устаткування.
Принципи видобутку в газлифтных свердловинах
Технологія передбачає виконання підйому пластової води або нафти з каналу за рахунок надлишкового тиску в свердловині, що створюється газами. При цьому потрібно і підключення активних сумішей – зокрема, стисненого компресорним способом попутного газу. У деяких родовищах активним агентом виступає і повітря, що знаходиться під природним тиском. Використання компресора – опціонально. Його введення в технологічний процес багато в чому залежить від вимог до обсягів видобутку і потужностей використовуваного обладнання. У будь-якому випадку головний функціональний принцип газлифтного способу експлуатації свердловин полягає у забезпеченні процесу газування рідинного ресурсу. Тиск у свердловині по мірі нарощування газифікації буде знижуватися, тому може вимагатися штучне (компресорне) стиснення суміші для підвищення тиску. Обсяг припливу на поверхні залежить від поточних параметрів газліфта, які можуть регулюватися робочої оснащенням.
Відмінності від експлуатації фонтанних свердловин
За великим рахунком газліфт є тим же фонтанним методом видобутку, але з додатковим стимулятором руху потоків. Активний газ подається з поверхні по стовбуру свердловини до башмака, де і відбувається ефект збагачення, знижує зусилля, необхідні для підйому ресурсу. Очевидно, що таке рішення потребує підключення додаткових потужностей – в тому числі функції насосного обладнання. Більш того, в деяких конфігураціях потрібно і облаштування окремого каналу подачі газу. Але є і принципові фактори, при яких стає неможлива експлуатація свердловини фонтанним способом. Газлифтный метод видобутку є безальтернативною заміною фонтанному в наступних випадках:
- При високій температурі рідини.
- При високому газосодержании видобутого ресурсу.
- При наявності піску в забої.
- При наявності сольових відкладень і парафіну.
Іншими словами, все, що ускладнює експлуатацію насосного обладнання при обслуговуванні свердловини, різною мірою обумовлює потребу в додатковій стимуляції підйому рідинного ресурсу.
Технологія застосування газоповітряних сумішей
Запуск повітря в свердловину з рідиною сприяє формуванню стійкої емульсії, але цього недостатньо для подальших операцій з ресурсом. Зазвичай в комбінації додаються поверхнево-активні речовини для підігрівання та підтримання відстою. В процесі сепарації вже на поверхні після вилучення розчину створюються умови для запобігання пожежі, оскільки повітряні емульсії легко спалахують. Що стосується газової складової, то найчастіше застосовують вуглеводні суміші. Це рішення виправдано з економічної і технологічної точок зору. Справа в тому, що газлифтная експлуатація свердловин з вуглеводневим включенням вимагає менше ресурсів для забезпечення процесів розшарування і сепарації. На поверхні густа рідина сама по собі поділяється на кондиційну чисту нафту і газ, що пояснюється незначним вмістом кисню в складі. Відпрацьований вуглеводень надалі збирається в спеціальному резерві і утилізується. Залежно від якості цього газу, він може бути застосований для отримання нестабільного бензину.
Пристрій застосовуваного обладнання
Інфраструктурну основу експлуатації свердловини утворює затрубная оснащення, безпосередньо труби і насоси. Дана система забезпечує можливість перетікання рідини усередині стовбура і її подальший підйом. Стовп жене рідини регулюється запірною арматурою з клапанами на декількох рівнях. Керуючи цим оснащенням, оператор може знижувати або збільшувати потужність перетікання в залежності від поточних параметрів газифікації ресурсу, які природно впливають на інтенсивність підйому. При експлуатації фонтанних і газлифтных свердловин може використовуватися і апаратура для вимірювання робочих показників. Зокрема, застосовуються манометри для визначення тиску і багатофункціональні апарати для обліку гідростатичних і температурних показників. Більшою мірою наявність даних пристроїв продиктовано міркуваннями безпеки, але знання величини тиску необхідно як фактор регуляційного процесу. У системах з автоматичним управлінням манометри можуть без участі оператора впливати на зміну параметрів руху перетікання. Така схема застосовується в умовах високотехнологічної промислової розробки родовищ, де в обов’язковому порядку також ведеться облік дебіту.
Підготовка обладнання до роботи
До робочого процесу допускаються труби і клапани з супутньою оснащенням, які в принципі здатні працювати в умовах проектних величин тиску. Наприклад, клапани за результатами попереднього розрахунку проходять спеціальні випробування на стендах, де оцінюється чіткість їх спрацювання та стійкість до механічних навантажень. Вся технологічна оснастка підлягає гідравлічним випробуванням з навантаженнями, в яких здійснюватиметься експлуатація газліфтної свердловини з конкретними характеристиками. На цьому етапі підготовки головним параметром перевірки виступає герметичність обладнання.
Організація експлуатаційного процесу
Після успішного проведення випробувань обладнання направляється у свердловину. На фланці колоною головки фіксується хрестовина монтажної арматури. Далі в стовбур занурюються наступні компоненти технічної інфраструктури:
- Пакер з ніпелем.
- Безпосередньо ніпель.
- Свердловинна камера (в зборі з клапанами).
- Запірна арматура.
На завершальному етапі виконується монтаж наземної арматури з опрессовочным обладнанням та технікою для сепарації і відведення газу. Після підключення насоса здійснюється пуск газліфтної свердловини в експлуатацію з подальшою подачею робочого агента. З цього моменту починається постійний контроль стану клапанів і тиску в камерах свердловини. Коли рідина підніметься до першого робочого клапана, обладнання автоматично перекладається на сталий режим видобутку.
Свердловинна камера і її різновиди
Дане функціональний пристрій являє собою зварену конструкцію, що містить ніпель, сорочку, напрямні елементи і кишеню. Її основу становить овальна труба з вікном, до якої приварюється кишеню. У цій же частині розташовуються направляючі для перетікання. Ніпель, який знаходиться всередині верхнього закінчення сорочки, призначений для фіксації напрямку газлифтного кишені з клапаном. В системі експлуатації газліфтної свердловини камера займає місце під насосно-компресорними трубами – її точково позиціонують під поточний рівень рідини. На практиці використовуються камери різних типів, які відрізняються за конструкційним пристрою, способу встановлення і наявності додаткової регулюючої оснастки.
Експлуатація свердловини камери
Перед введенням в робочий процес камера піддається огляду та перевірки на герметичність вхідних отворів. У деяких конфігураціях попередньо здійснюється стикування даного пристрою з трубами свердловини через різьбові з’єднання. Для подачі газу через камеру до бічних отворів на корпусі підключаються спеціальні патрубки з клапанами. В процесі експлуатації обладнання для газліфтної свердловин за допомогою встановлених патрубків і сильфона проводиться газована вода нафтового ресурсу вже на рівні вибою до потрібного коефіцієнта. По мірі підйому рідини інтенсивність подачі газу може змінюватися за допомогою регуляції положення клапанів. На випадок аварії або після повного припинення газифікації нафти в кишенях камери монтується глуха пробка.
Пристрій газлифтных клапанів
В даному випадку клапан виступає центральним регулюючим ланкою, що забезпечує функцію регуляції процесу збагачення рідини газом. Конструкція даного елемента досить проста – її основу формує комбінація шток-сідло і кріпильне пристосування. При газлифтном способі експлуатації нафтових свердловин може застосовуватися і зворотний клапан. Дана модифікація містить в конструкції корпус і запірний наконечник, призначений для повного припинення перетікання. На відміну від пробки, зворотний клапан не змінює стан своєї конструкції залежно від поточних потреб може відкриватися для зворотного ходу рідини.
Принцип роботи газлифтных клапанів
В нормальному стані утримує клапан вихідні отвори камери, постійно перебуваючи під тиском газорідинної суміші певної величини. По мірі підвищення до встановленого показника сильфони навантаження відбувається автоматичне відкриття клапана. Він випускає масу робочого агента в рідину, зберігаючи цей режим до моменту, поки навантаження знову не опуститься до наміченого рівня. Також функція клапанів при експлуатації газлифтных нафтових свердловин може регулюватися тиском газу з нагнітального зворотного боку. У такій системі застосовується неврівноважена схема керованої запірної арматури.
Висновок
Використання традиційного способу експлуатації фонтанних свердловин вважається оптимальним рішенням у більшості випадків розробки родовищ. Його технічна організації не вимагає підключення складного обладнання, але в умовах планомірної видобутку на великих родовищах дана система нераціональна. У свою чергу, видобуток в газлифтных свердловинах з періодичною експлуатацією демонструє техніко-економічну ефективність на промислах, де відзначається зниження дебіту на рівні менш 50 т/добу. Виправданість застосування цього методу обумовлюється більш досконалою системою регулювання видобутку за рахунок контролю інтенсивності підйому ресурсу. Можливість управління перетоками вимагає великих техніко-енергетичних вкладень, але навіть в умовах підвищення організаційних витрат газлифтные свердловини виявляються більш ефективними.
