Metodo di produzione dell'olio a gas-lift: descrizione e caratteristiche

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il gruppo di metodi di trasporto aereo per la produzione di idrocarburi nei giacimenti di petrolio e gas è stato a lungo utilizzato dall'industria nazionale come alternativa allo sviluppo di pozzi fluenti. Questa tecnologia, in determinate condizioni di applicazione, offre notevoli vantaggi economici e tecnici, ma richiede anche il collegamento di risorse aggiuntive. La soluzione ottimale nella maggior parte dei casi è il metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio, in cui una miscela di gas viene utilizzata come mezzo di sollevamento attivo. Tale soluzione si giustifica per le elevate prestazioni, ma impone anche requisiti organizzativi aggiuntivi in termini di sicurezza. Per questo motivo, il metodo viene utilizzato principalmente da grandi organizzazioni con una base di risorse sufficiente.

Caratteristiche generali del metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio

I principi del trasporto aereo, cioè la tecnologia per sollevare le risorse del pozzo di un deposito sotterraneo, furono usati per la prima volta alla fine del 18° secolo. L'emergere dell'idea di questo metodo era dovuto al rapido sviluppo delle tecnologie minerarie, ma per molto tempo il suo pieno utilizzo è stato limitato dalla mancanza di apparecchiature di compressione sufficientemente sviluppate. L'autore del metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio è l'ingegnere tedesco Karl Loscher, che ha proposto uno schema generale per raccogliere risorse utilizzando l'energia delle miscele d'aria. In futuro, la tecnica è stata ripetutamente ottimizzata, modernizzata e migliorata in alcuni aspetti del funzionamento. L'uso pratico di un ponte aereo su scala industriale con la creazione di una base teorica per la sua implementazione tecnica è iniziato solo nel XX secolo. Nei giacimenti petroliferi, la prima esperienza di utilizzo del gas lift risale al 1985.

Nel nostro tempo, l'uso della tecnologia del gas lift si giustifica principalmente nei pozzi con portate elevate. Inoltre, in condizioni di elevato contenuto di impurità, il gas lift è la soluzione più economica per sollevare la risorsa in superficie. Questo vale principalmente per le miscele di olio che contengono sali, resine e paraffine, che rendono difficile il sollevamento delle masse. Per quanto riguarda il confronto con il ponte aereo in quanto tale, si può affermare che il metodo di produzione del petrolio a gas lift è una continuazione della tecnologia generale del sollevamento artificiale di liquidi. Solo se una miscela d'aria viene utilizzata come mezzo attivo in un ponte aereo classico, un ponte a gas utilizza sostanze contenenti carbonio. Per questo motivo, uno dei principali operativicaratteristiche della tecnologia considerano il consumo specifico di gas. Nel calcolo del costo dell'utilizzo di un ascensore a gas, i costi energetici per la manutenzione e la fornitura di miscele di gas sono circa il 30% del costo totale dei progetti.

Campo di applicazione del metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio

Un pozzo ad alto rendimento con un'elevata pressione del fondo pozzo è un punto di riferimento per l'introduzione del gas lift. Tali depositi sono in linea di principio un ambiente favorevole per l'organizzazione del trasporto aereo. Ma la pratica di limitare i metodi di produzione del petrolio a flusso determina anche una serie di condizioni in cui l'aumento del gas diventa l'unico metodo possibile per lavorare su un pozzo. Almeno, la caratteristica generale del metodo di produzione del petrolio a gas-lift come il più adatto ad ambienti idraulici dinamicamente sbilanciati ne consente l'uso in pozzi di fondo con bassa pressione di saturazione e in pozzi di sabbia con condizioni di installazione difficili da raggiungere per il supporto tecnico. Ad esempio, un sistema di sollevamento a gas può essere utilizzato in condizioni di inondazione, in aree paludose o dove esiste il rischio di allagamento. Gli indicatori di pressione, tra l' altro, possono essere equalizzati artificialmente per mezzo di apparecchiature a compressore - sebbene l'aumento dipenda dagli indicatori di energia del gas di pozzo, può essere abbastanza adattato alle esigenze attuali.

D' altra parte, se non esiste un approvvigionamento centralizzato di materiali tecnici e gas con un alto livello di meccanizzazione del processo produttivo, allora è meglio utilizzare lo schema tradizionale della fontanaestrazione. Come nel caso del ponte aereo, il metodo del gas lift per la produzione di petrolio è una continuazione della tecnologia del metodo fluido, ma in una versione aumentata. È l'espansione tecnologica dell'infrastruttura di produzione che non consente di applicare questo metodo a pozzi di piccole dimensioni, il cui funzionamento è calcolato per brevi periodi.

Processo produttivo tecnologico

Dopo lo sviluppo del pozzo, si forma in superficie la base strutturale della punta, che in seguito funge da piattaforma per organizzare i principali processi di lavoro. Nella nicchia del pozzo è organizzato un tunnel chiuso con camere e valvole di transizione che fungono da regolatore del flusso delle risorse. Il movimento del fluido prodotto lungo il canale è il principale processo operativo, che è supportato dal mezzo gassificato nel foro inferiore. Per garantire la gassificazione, una camera con un ugello per l'erogazione della miscela attiva viene abbassata parallelamente al canale lungo un circuito isolato. In re altà, il principio del metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio è ridotto alla direzione del gas nel mezzo liquido della risorsa bersaglio, dopodiché deve aver luogo il processo di sollevamento. È importante notare che l'arricchimento con miscele gas-aria di per sé non garantisce la risalita del liquido. Per questa operazione vengono utilizzate pompe speciali. La forza di sollevamento dipende sia dal grado di gassificazione che dalla potenza della pompa, entrambi regolabili. Per il controllo complesso degli indicatori di pressione nel circuito, viene utilizzata un'unità compressore posizionata in superficie.

Intensità di produzionela risorsa può essere controllata da meccanici manuali o da sistemi automatici con sensori elettronici. I parametri operativi sono impostati in base alle capacità dell'apparecchiatura ricevente. Una caratteristica del metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio è un trattamento speciale dopo l'estrazione della risorsa. Poiché il liquido sale insieme alla miscela di gas, è necessaria una separazione speciale, dopodiché l'olio già purificato viene inviato a una coppa speciale. Inoltre, poiché il gas lift viene spesso utilizzato in ambienti con elevata contaminazione dei liquami, potrebbe essere necessaria una filtrazione grossolana multistadio prima che la risorsa entri nel serbatoio di stoccaggio temporaneo.

Attrezzature applicate

L'intera infrastruttura tecnica è formata da due gruppi di apparecchiature: dispositivi universali e dispositivi per l'organizzazione dei processi di manutenzione dei pozzi e installazioni speciali utilizzate nel funzionamento dell'ascensore a gas. Il primo gruppo può includere apparecchiature di circolazione di pompaggio, apparecchiature di rivestimento, hardware di montaggio, tubi metallici per il pompaggio, ecc. Di norma, i metodi di produzione del petrolio sia a flusso che a gas sono costruiti su questa attrezzatura con piccole differenze strutturali.

Per quanto riguarda gli elementi tecnici speciali per la realizzazione del sollevamento del petrolio con alimentazione a gas, si segnalano:

• Compressore. Installazione per il mantenimento della pressione ottimale mediante iniezione di aria compressa. Vengono utilizzate prevalentemente unità industriali ad alta potenza,in grado di regolare i parametri del valore di lavoro in un ampio range.
• Camera di sollevamento a gas. Si può dire che è il fulcro dell'infrastruttura per la produzione di gas-lift oil, in cui si svolgono i principali processi di direzione del flusso, distribuzione e fornitura delle miscele gas-aria. Si tratta di una struttura metallica con diramazioni e canali di uscita, il cui funzionamento è regolato da valvole di intercettazione.
• Valvole. In questo sistema, la valvola svolge non solo la funzione di bloccare la circolazione del fluido, ma funge anche da regolatore di flusso. Le valvole di sollevamento del gas vengono utilizzate a diversi livelli del pozzo, il che consente un controllo più preciso della velocità di produzione. La principale caratteristica progettuale di tali valvole può essere definita la presenza di elementi sensibili che registrano gli indicatori di pressione con elevata precisione e cambiano il loro stato a seconda della forza dell'impatto nell'area di controllo.

Sollevamento a gas

In questo caso, il concetto di ascensore riflette la complessa infrastruttura di un ascensore a gas sommerso in un pozzo. Il suo concetto contiene due canali: per l'iniezione di gas e per il sollevamento della risorsa liquida target. Entrambi i canali sono organizzati utilizzando tubi metallici, ma non devono essere collegati tra loro in parallelo. Inoltre, a volte viene fornita una direzione angolare del tubo di alimentazione del gas, determinata dalle specifiche di collegamento dell'unità di pompaggio. La configurazione del posizionamento dei tubi dipende dalle condizioni in cui è organizzato il metodo di sollevamento del gas per la produzione di petrolio. La foto sotto illustra la tecnologia moderna.l'uso di una stringa combinata di iniezione e recupero in un circuito con un diametro da 90 a 140 mm. In questo caso, indipendentemente dalla configurazione della direzione dei canali, sia dalla parte superiore in testa che nella zona inferiore della calzatura, è previsto se possibile un fissaggio rigido della struttura. I tubi possono anche presentare fori tecnologici (perforazioni) per il rilascio di sabbia e altre particelle estranee.

Funzionamento a gas senza compressore

La fornitura di gas e la regolazione degli indicatori di pressione, in linea di principio, non devono essere effettuate con il supporto di apparecchiature di compressione. Se i giacimenti di gas e petrolio si trovano all'interno dello stesso sito operativo, è possibile organizzare l'ascensore di gas a fondo pozzo sul proprio supporto energetico senza un compressore. Ma anche in questo caso, le tecnologie di produzione di olio fluido e gas-lift divergeranno, poiché l'esclusione della regolazione dall'aria compressa dall'esterno non esclude il controllo degli indicatori di pressione dal gas naturale. Inoltre, in tali condizioni, è possibile effettuare l'asciugatura a fondo pozzo e la pulizia preliminare della risorsa, riducendo il costo del processo tecnologico.

Controlli del processo di sollevamento del gas

Innanzitutto vale la pena sottolineare che il gas lift richiede l'utilizzo di un'ampia gamma di dispositivi di misurazione che consentono di tenere sotto controllo importanti indicatori di performance. Questi includono pressione, temperatura, umidità e flusso di gas. Il controllo diretto della produzione di petrolio nel metodo gas lift viene effettuato utilizzando le suddette valvole evalvole di intercettazione con sistemi di azionamento alimentati da generatori in superficie. Gli impianti più avanzati operano sotto il controllo di controlli automatici, senza la partecipazione degli operatori, che regolano i parametri di gassificazione e il tasso di recupero delle risorse.

Vantaggi della tecnologia

In termini di implementazione tecnica, il metodo è piuttosto laborioso e costoso, ma ha una serie di proprietà positive che ne giustificano l'uso:

• Alte prestazioni.
• Ampie opportunità di adeguamento strutturale alle condizioni operative esterne e ai parametri del pozzo.
• Affidabilità e sicurezza del processo di estrazione.
• Flessibilità. Questa proprietà riflette sia i vantaggi che gli svantaggi del metodo di produzione del petrolio a gas, che si manifestano in vari aspetti della sua applicazione. Ad esempio, dal punto di vista di un operatore qualificato, il processo di controllo stesso è abbastanza semplice e praticamente non richiede sforzo fisico. Tuttavia, il personale addetto alla manutenzione ha a che fare con macchinari complessi che richiedono molta manodopera e costi di manutenzione.
• La maggior parte delle apparecchiature critiche si trova in superficie.
• Universalità del metodo.

Difetti della tecnologia

Tuttavia, questo metodo non può essere definito ottimamente adatto a tutti i campi, se si tiene conto della totalità dei fattori operativi, nonché degli aspetti ambientali ed economici. Agli aspetti negativi dell'utilizzo del metodo di sollevamento del gasla produzione di petrolio include:

• Alti costi delle risorse energetiche. Stiamo parlando dell'iniezione di gas nei volumi industriali e del costo del carburante per i generatori che svolgono le funzioni di apparecchiature di pompaggio con compressori.
• L'investimento potrebbe non corrispondere al valore dei materiali di petrolio e gas recuperati, soprattutto considerando il costo di ulteriori processi di pulizia e separazione.
• Con lo sfruttamento di grandi depositi, i volumi di produzione stanno diminuendo, mentre il livello di supporto organizzativo e tecnico dovrebbe rimanere lo stesso.

Conclusione

L'esperienza delle aziende produttrici di petrolio e gas mostra che circa la metà dei costi dei progetti per lo sviluppo e la gestione dei giacimenti ricade sull'organizzazione dell'infrastruttura tecnica con supporto per flussi di lavoro aggiuntivi. Sembrerebbe che le tendenze di sviluppo del settore debbano muovere i progressi verso l'ottimizzazione strutturale di tali eventi, ma il metodo del gas lift dimostra il contrario. Come ha suggerito Karl Locher, l'autore del metodo di produzione del petrolio del sollevamento a gas, il collegamento di fonti di energia ausiliarie durante il sollevamento riduce il consumo energetico dell'operazione di lavoro, ma non l'organizzazione dell'evento nel suo insieme. In ogni caso, l'attrezzatura per la stringa di sollevamento non offre tanto vantaggi sotto forma di collegamento di un canale di gassificazione, ma apre maggiori opportunità nel controllo dei parametri del processo produttivo. E questo vantaggio è proprio la prospettiva di sviluppare il sollevamento del gas in questo modopuò espandere le possibilità di combinare diversi serbatoi di sviluppo in un unico impianto di produzione ad alta capacità.