Μέθοδος παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου: περιγραφή και χαρακτηριστικά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η ομάδα μεθόδων αερομεταφοράς για την παραγωγή υδρογονανθράκων σε κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου χρησιμοποιείται εδώ και καιρό από την εγχώρια βιομηχανία ως εναλλακτική λύση στην ανάπτυξη ρευστών πηγαδιών. Η τεχνολογία αυτή, υπό προϋποθέσεις εφαρμογής, παρέχει σημαντικά οικονομικά και τεχνικά πλεονεκτήματα, αλλά απαιτεί και τη σύνδεση πρόσθετων πόρων. Η βέλτιστη λύση στις περισσότερες περιπτώσεις είναι η μέθοδος παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου, στην οποία χρησιμοποιείται ένα μείγμα αερίων ως ενεργό ανυψωτικό μέσο. Μια τέτοια λύση δικαιολογείται λόγω υψηλών επιδόσεων, αλλά και επιβάλλει πρόσθετες οργανωτικές απαιτήσεις όσον αφορά την ασφάλεια. Για αυτόν τον λόγο, η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως από μεγάλους οργανισμούς με επαρκή βάση πόρων.

Γενικά χαρακτηριστικά της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου

Οι αρχές της αερομεταφοράς, δηλαδή η τεχνολογία ανύψωσης των πηγών πηγαδιών ενός υπόγειου κοιτάσματος, χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στα τέλη του 18ου αιώνα. Η εμφάνιση της ιδέας αυτής της μεθόδου οφειλόταν στην ταχεία ανάπτυξη των τεχνολογιών εξόρυξης, αλλά για μεγάλο χρονικό διάστημα η πλήρης χρήση της περιορίστηκε από την έλλειψη επαρκώς ανεπτυγμένου εξοπλισμού συμπιεστή. Ο συγγραφέας της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου είναι ο Γερμανός μηχανικός Karl Loscher, ο οποίος πρότεινε ένα γενικό σχέδιο για την άντληση πόρων χρησιμοποιώντας την ενέργεια των μιγμάτων αέρα. Στο μέλλον, η τεχνική βελτιστοποιήθηκε επανειλημμένα, εκσυγχρονίστηκε και βελτιώθηκε σε ορισμένες πτυχές της λειτουργίας. Η πρακτική χρήση αεροδιακομιδής σε βιομηχανική κλίμακα με τη δημιουργία μιας θεωρητικής βάσης για την τεχνική εφαρμογή της ξεκίνησε μόλις τον 20ο αιώνα. Στα κοιτάσματα πετρελαίου, η πρώτη εμπειρία χρήσης ανελκυστήρων αερίου χρονολογείται από το 1985.

Στην εποχή μας, η χρήση της τεχνολογίας ανύψωσης αερίου δικαιολογείται κυρίως σε φρεάτια με υψηλούς ρυθμούς ροής. Επίσης, σε συνθήκες υψηλής περιεκτικότητας σε ακαθαρσίες, η ανύψωση αερίου είναι η πιο οικονομική λύση για την ανύψωση του πόρου στην επιφάνεια. Αυτό ισχύει κυρίως για μείγματα λαδιών που περιέχουν άλατα, ρητίνες και παραφίνες, που δυσκολεύουν την ανύψωση μαζών. Όσον αφορά τη σύγκριση με την αερομεταφορά καθαυτή, μπορούμε να πούμε ότι η μέθοδος ανύψωσης αερίου παραγωγής πετρελαίου αποτελεί συνέχεια της γενικής τεχνολογίας τεχνητής ανύψωσης υγρών. Μόνο εάν ένα μείγμα αέρα χρησιμοποιείται ως ενεργό μέσο σε μια κλασική αερογέφυρα, τότε μια ανύψωση αερίου χρησιμοποιεί ουσίες που περιέχουν άνθρακα. Για το λόγο αυτό, ένα από τα βασικά λειτουργικάΤα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας λαμβάνουν υπόψη τη συγκεκριμένη κατανάλωση αερίου. Κατά τον υπολογισμό του κόστους χρήσης ενός ανυψωτικού αερίου, το ενεργειακό κόστος για τη συντήρηση και την προμήθεια μιγμάτων αερίου είναι περίπου το 30% του συνολικού κόστους των έργων.

Πεδίο εφαρμογής της μεθόδου ανύψωσης αερίου παραγωγής πετρελαίου

Ένα πηγάδι υψηλής απόδοσης με υψηλή πίεση στην κάτω τρύπα είναι ένα σημείο-στόχος για την εισαγωγή ανύψωσης αερίου. Τέτοιες αποθέσεις αποτελούν καταρχήν ευνοϊκό περιβάλλον για την οργάνωση της αερομεταφοράς. Αλλά η πρακτική του περιορισμού των μεθόδων ροής παραγωγής πετρελαίου καθορίζει επίσης μια σειρά από συνθήκες υπό τις οποίες η ανύψωση αερίου γίνεται η μόνη δυνατή μέθοδος εργασίας σε ένα πηγάδι. Τουλάχιστον, το γενικό χαρακτηριστικό της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου ως η πιο προσαρμοσμένη σε δυναμικά μη ισορροπημένα υδραυλικά περιβάλλοντα επιτρέπει τη χρήση της σε πυθμένα με χαμηλή πίεση κορεσμού και σε φρεάτια άμμου με δυσπρόσιτες συνθήκες εγκατάστασης για τεχνική υποστήριξη. Για παράδειγμα, ένα σύστημα ανύψωσης αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνθήκες πλημμύρας, σε ελώδεις περιοχές ή όπου υπάρχει κίνδυνος πλημμύρας. Οι δείκτες πίεσης, παρεμπιπτόντως, μπορούν να εξισορροπηθούν τεχνητά μέσω εξοπλισμού συμπιεστή - αν και η άνοδος εξαρτάται από τους δείκτες ενέργειας αερίου πηγαδιού, μπορεί να προσαρμοστεί αρκετά στις τρέχουσες ανάγκες.

Από την άλλη πλευρά, εάν δεν υπάρχει κεντρική προμήθεια τεχνικών υλικών και υλικών αερίου με υψηλό επίπεδο μηχανοποίησης της παραγωγικής διαδικασίας, τότε είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το παραδοσιακό σχέδιο βρύσηςεξόρυξη. Όπως και στην περίπτωση της αερομεταφοράς, η μέθοδος ανύψωσης αερίου παραγωγής πετρελαίου αποτελεί συνέχεια της τεχνολογίας της μεθόδου ροής, αλλά σε επαυξημένη έκδοση. Είναι η τεχνολογική επέκταση της παραγωγικής υποδομής που δεν επιτρέπει την εφαρμογή αυτής της μεθόδου σε μικρές γεωτρήσεις, η λειτουργία των οποίων υπολογίζεται για μικρά χρονικά διαστήματα.

Τεχνολογική παραγωγική διαδικασία

Μετά την ανάπτυξη του φρεατίου, διαμορφώνεται η δομική βάση του άκρου στην επιφάνεια, η οποία αργότερα λειτουργεί ως πλατφόρμα για την οργάνωση των κύριων διαδικασιών εργασίας. Στην κόγχη του φρεατίου, οργανώνεται μια κλειστή σήραγγα με θαλάμους και μεταβατικές βαλβίδες που λειτουργούν ως ρυθμιστής ροής πόρων. Η κίνηση του παραγόμενου ρευστού προς τα πάνω στο κανάλι είναι η κύρια λειτουργική διαδικασία, η οποία υποστηρίζεται από το αεριοποιημένο μέσο στην κάτω οπή. Για να εξασφαλιστεί η αεριοποίηση, ένας θάλαμος με ένα ακροφύσιο για την τροφοδοσία του ενεργού μίγματος κατεβαίνει παράλληλα προς το κανάλι κατά μήκος ενός απομονωμένου κυκλώματος. Στην πραγματικότητα, η αρχή της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου μειώνεται στην κατεύθυνση του αερίου προς το υγρό μέσο του πόρου στόχου, μετά την οποία πρέπει να λάβει χώρα η διαδικασία ανύψωσης. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο εμπλουτισμός με μείγματα αερίου-αέρα από μόνος του δεν εξασφαλίζει την άνοδο του υγρού. Για αυτή τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται ειδικές αντλίες. Η δύναμη ανύψωσης εξαρτάται τόσο από τον βαθμό αεριοποίησης όσο και από την ισχύ της αντλίας, και τα δύο μπορούν να ρυθμιστούν. Για πολύπλοκο έλεγχο των δεικτών πίεσης στο κύκλωμα, χρησιμοποιείται μια μονάδα συμπιεστή που βρίσκεται στην επιφάνεια.

Ένταση παραγωγήςΟ πόρος μπορεί να ελεγχθεί με χειροκίνητα μηχανικά ή αυτόματα συστήματα με ηλεκτρονικούς αισθητήρες. Οι παράμετροι λειτουργίας ρυθμίζονται ανάλογα με τις δυνατότητες του εξοπλισμού λήψης. Ένα χαρακτηριστικό της μεθόδου ανύψωσης αερίου παραγωγής πετρελαίου είναι μια ειδική επεξεργασία μετά την εξόρυξη του πόρου. Δεδομένου ότι το υγρό ανεβαίνει μαζί με το μείγμα αερίων, απαιτείται ειδικός διαχωρισμός, μετά τον οποίο το ήδη καθαρισμένο λάδι αποστέλλεται σε ειδικό κάρτερ. Επιπλέον, δεδομένου ότι η ανύψωση αερίου χρησιμοποιείται συχνά σε περιβάλλοντα με υψηλή μόλυνση από πολτό, μπορεί να απαιτείται χονδρό φιλτράρισμα πολλαπλών σταδίων πριν ο πόρος εισέλθει στη δεξαμενή προσωρινής αποθήκευσης.

Εφαρμοσμένος εξοπλισμός

Ολόκληρη η τεχνική υποδομή αποτελείται από δύο ομάδες εξοπλισμού - γενικές συσκευές και συσκευές οργάνωσης διαδικασιών συντήρησης φρεατίων και ειδικών εγκαταστάσεων που χρησιμοποιούνται στη λειτουργία ανύψωσης αερίου. Η πρώτη ομάδα μπορεί να περιλαμβάνει εξοπλισμό κυκλοφορίας άντλησης, εξοπλισμό περιβλήματος, εξοπλισμό στερέωσης, μεταλλικούς σωλήνες για άντληση κ.λπ. Κατά κανόνα, τόσο οι μέθοδοι παραγωγής πετρελαίου ροής όσο και οι μέθοδοι ανύψωσης αερίου βασίζονται σε αυτόν τον εξοπλισμό με μικρές δομικές διαφορές.

Όσον αφορά τα ειδικά τεχνικά στοιχεία για την υλοποίηση της ανύψωσης πετρελαίου με φυσικό αέριο, περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Συμπιεστής. Εγκατάσταση για διατήρηση της βέλτιστης πίεσης με έγχυση πεπιεσμένου αέρα. Χρησιμοποιούνται κυρίως βιομηχανικές μονάδες υψηλής ισχύος,μπορεί να ρυθμίζει τις παραμέτρους της τιμής εργασίας σε ένα ευρύ φάσμα.
• Θάλαμος ανύψωσης αερίου. Μπορεί να ειπωθεί ότι είναι ο πυρήνας της υποδομής για την παραγωγή πετρελαίου αερίου ανύψωσης, στον οποίο λαμβάνουν χώρα οι κύριες διαδικασίες κατεύθυνσης της ροής, διανομής και παροχής μιγμάτων αερίου-αέρα. Πρόκειται για μια μεταλλική κατασκευή με σωλήνες διακλάδωσης και κανάλια εξόδου, η λειτουργία της οποίας ρυθμίζεται από βαλβίδες διακοπής.
• Βαλβίδες. Σε αυτό το σύστημα, η βαλβίδα εκτελεί όχι μόνο τη λειτουργία παρεμπόδισης της κυκλοφορίας του υγρού μέσου, αλλά λειτουργεί και ως ρυθμιστής ροής. Οι βαλβίδες ανύψωσης αερίου χρησιμοποιούνται σε διαφορετικά επίπεδα του φρεατίου, γεγονός που επιτρέπει τον ακριβέστερο έλεγχο του ρυθμού παραγωγής. Το κύριο χαρακτηριστικό σχεδιασμού τέτοιων βαλβίδων μπορεί να ονομαστεί η παρουσία ευαίσθητων στοιχείων που καταγράφουν δείκτες πίεσης με υψηλή ακρίβεια και αλλάζουν την κατάστασή τους ανάλογα με τη δύναμη κρούσης στην περιοχή ελέγχου.

Ανελκυστήρας αερίου

Σε αυτή την περίπτωση, η έννοια του ανελκυστήρα αντικατοπτρίζει τη σύνθετη υποδομή ενός ανυψωτικού αερίου που βυθίζεται σε ένα πηγάδι. Η ιδέα του περιέχει δύο κανάλια - για έγχυση αερίου και για ανύψωση του υγρού πόρου στόχου. Και τα δύο κανάλια είναι οργανωμένα χρησιμοποιώντας μεταλλικούς σωλήνες, αλλά δεν χρειάζεται να συνδέονται μεταξύ τους παράλληλα. Επιπλέον, μερικές φορές παρέχεται μια γωνιακή κατεύθυνση του σωλήνα παροχής αερίου, η οποία καθορίζεται από τις ιδιαιτερότητες της σύνδεσης της μονάδας άντλησης. Η διαμόρφωση της τοποθέτησης σωλήνων εξαρτάται από τις συνθήκες υπό τις οποίες οργανώνεται η μέθοδος ανύψωσης αερίου παραγωγής πετρελαίου. Η παρακάτω φωτογραφία απεικονίζει τη σύγχρονη τεχνολογία.τη χρήση συνδυασμένης χορδής έγχυσης και ανάκτησης σε ένα κύκλωμα με διάμετρο 90 έως 140 mm. Σε αυτή την περίπτωση, ανεξάρτητα από τη διαμόρφωση της κατεύθυνσης των καναλιών, τόσο από το πάνω μέρος στο κεφάλι όσο και στην κάτω περιοχή του παπουτσιού, εάν είναι δυνατόν, παρέχεται άκαμπτη στερέωση της δομής. Οι σωλήνες μπορεί επίσης να έχουν τεχνολογικές τρύπες (διάτρηση) για την απελευθέρωση άμμου και άλλων ξένων σωματιδίων.

Λειτουργία ανύψωσης αερίου χωρίς συμπιεστή

Η παροχή αερίου και η ρύθμιση των δεικτών πίεσης, καταρχήν, δεν χρειάζεται να πραγματοποιούνται με την υποστήριξη εξοπλισμού συμπιεστή. Εάν τα κοιτάσματα φυσικού αερίου και πετρελαίου βρίσκονται στον ίδιο χώρο λειτουργίας, τότε η ανύψωση αερίου κάτω από την οπή μπορεί να οργανωθεί με δική του ενεργειακή υποστήριξη χωρίς συμπιεστή. Αλλά ακόμη και σε αυτήν την περίπτωση, οι τεχνολογίες παραγωγής πετρελαίου ροής και ανύψωσης αερίου θα αποκλίνουν, καθώς ο αποκλεισμός της ρύθμισης με πεπιεσμένο αέρα από το εξωτερικό δεν αποκλείει τον έλεγχο των δεικτών πίεσης από το φυσικό αέριο. Επιπλέον, υπό τέτοιες συνθήκες, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί ξήρανση κάτω από την τρύπα και προκαταρκτικός καθαρισμός του πόρου, γεγονός που μειώνει το κόστος της τεχνολογικής διαδικασίας.

Στοιχεία ελέγχου διαδικασίας ανύψωσης αερίου

Καταρχάς, αξίζει να τονιστεί ότι η ανύψωση αερίου απαιτεί τη χρήση μιας ευρείας σειράς συσκευών μέτρησης που σας επιτρέπουν να διατηρείτε υπό έλεγχο σημαντικούς δείκτες απόδοσης. Αυτά περιλαμβάνουν την πίεση, τη θερμοκρασία, την υγρασία και τη ροή αερίου. Ο άμεσος έλεγχος της παραγωγής πετρελαίου στη μέθοδο ανύψωσης αερίου πραγματοποιείται με τη χρήση των προαναφερόμενων βαλβίδων καιβαλβίδες διακοπής με συστήματα κίνησης που τροφοδοτούνται από γεννήτριες στην επιφάνεια. Πιο προηγμένες μονάδες λειτουργούν υπό τον έλεγχο αυτόματων ελέγχων, χωρίς τη συμμετοχή χειριστών, προσαρμόζοντας τις παραμέτρους αεριοποίησης και το ρυθμό ανάκτησης των πόρων.

Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας

Όσον αφορά την τεχνική υλοποίηση, η μέθοδος είναι μάλλον επίπονη και δαπανηρή, αλλά έχει μια σειρά από θετικές ιδιότητες που δικαιολογούν τη χρήση της:

• Υψηλή απόδοση.
• Μεγάλες ευκαιρίες για δομική προσαρμογή σε εξωτερικές συνθήκες λειτουργίας και παραμέτρους φρεατίων.
• Αξιοπιστία και ασφάλεια της διαδικασίας εξόρυξης.
• Ευελιξία. Αυτή η ιδιότητα αντανακλά τόσο τα πλεονεκτήματα όσο και τα μειονεκτήματα της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου, τα οποία εκδηλώνονται σε διάφορες πτυχές της εφαρμογής της. Για παράδειγμα, από την άποψη ενός ειδικευμένου χειριστή, η ίδια η διαδικασία ελέγχου είναι αρκετά απλή και πρακτικά δεν απαιτεί σωματική προσπάθεια. Ωστόσο, το προσωπικό συντήρησης έχει να κάνει με πολύπλοκα μηχανήματα που απαιτούν πολλή εργασία και κόστος για τη συντήρηση.
• Ο περισσότερος κρίσιμος εξοπλισμός βρίσκεται στην επιφάνεια.
• Καθολικότητα της μεθόδου.

Ελαττώματα της τεχνολογίας

Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να ονομαστεί βέλτιστα κατάλληλη για όλους τους τομείς, αν λάβουμε υπόψη το σύνολο των λειτουργικών παραγόντων, καθώς και τις περιβαλλοντικές και οικονομικές πτυχές. Στις αρνητικές πτυχές της χρήσης της μεθόδου ανύψωσης αερίουη παραγωγή λαδιού περιλαμβάνει:

• Υψηλό κόστος ενεργειακών πόρων. Μιλάμε για την έγχυση αερίου σε βιομηχανικούς όγκους και το κόστος των καυσίμων για γεννήτριες που παρέχουν τις λειτουργίες του εξοπλισμού άντλησης με συμπιεστές.
• Η επένδυση ενδέχεται να μην αντιστοιχεί στην αξία των ανακτηθέντων υλικών πετρελαίου και φυσικού αερίου - ειδικά λαμβάνοντας υπόψη το κόστος πρόσθετων διαδικασιών καθαρισμού και διαχωρισμού διεργασιών.
• Καθώς εκμεταλλεύονται μεγάλα κοιτάσματα, οι όγκοι παραγωγής μειώνονται, ενώ το επίπεδο οργανωτικής και τεχνικής υποστήριξης θα πρέπει να παραμείνει το ίδιο.

Συμπέρασμα

Η εμπειρία των εταιρειών παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου δείχνει ότι περίπου το ήμισυ του κόστους των έργων για την ανάπτυξη και τη λειτουργία κοιτασμάτων πέφτει στην οργάνωση της τεχνικής υποδομής με υποστήριξη για πρόσθετες ροές εργασίας. Φαίνεται ότι οι τάσεις ανάπτυξης του κλάδου θα πρέπει να οδηγήσουν την πρόοδο προς τη διαρθρωτική βελτιστοποίηση τέτοιων γεγονότων, αλλά η μέθοδος ανύψωσης αερίου αποδεικνύει το αντίθετο. Όπως πρότεινε ο Karl Locher, ο συγγραφέας της μεθόδου παραγωγής πετρελαίου με ανύψωση αερίου, η σύνδεση βοηθητικών πηγών ενέργειας κατά την ανύψωση μειώνει την κατανάλωση ενέργειας της λειτουργίας εργασίας, αλλά όχι την οργάνωση της εκδήλωσης στο σύνολό της. Σε κάθε περίπτωση, ο εξοπλισμός για τη σειρά ανύψωσης δεν παρέχει τόσο οφέλη με τη μορφή σύνδεσης ενός καναλιού αεριοποίησης, αλλά ανοίγει περισσότερες ευκαιρίες στον έλεγχο των παραμέτρων της παραγωγικής διαδικασίας. Και αυτό το πλεονέκτημα είναι ακριβώς η προοπτική ανάπτυξης της ανύψωσης αερίου ως ένας τρόπος πουμπορεί να επεκτείνει τις δυνατότητες συνδυασμού πολλών δεξαμενών ανάπτυξης σε μία μονάδα παραγωγής υψηλής δυναμικότητας.