Mètode de producció de petroli amb gas-lift: descripció i característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

El grup de mètodes de transport aeri de producció d'hidrocarburs en jaciments de petroli i gas ha estat utilitzat durant molt de temps per la indústria nacional com una alternativa al desenvolupament de pous fluents. Aquesta tecnologia, sota determinades condicions d'aplicació, proporciona importants avantatges econòmics i tècnics, però també requereix la connexió de recursos addicionals. La solució òptima en la majoria dels casos és el mètode d'elevació de gas per a la producció de petroli, en què s'utilitza una mescla de gas com a mitjà d'elevació actiu. Aquesta solució es justifica a causa de l' alt rendiment, però també imposa requisits organitzatius addicionals en termes de seguretat. Per aquest motiu, el mètode és utilitzat principalment per grans organitzacions amb una base de recursos suficient.

Característiques generals del mètode de producció de petroli amb gas-lift

Els principis del transport aeri, és a dir, la tecnologia d'aixecar els recursos del pou d'un jaciment subterrani, es van utilitzar per primera vegada a finals del segle XVIII. L'aparició de la idea d'aquest mètode es va deure al ràpid desenvolupament de les tecnologies mineres, però durant molt de temps el seu ús complet es va veure limitat per la manca d'equips de compressor prou desenvolupats. L'autor del mètode de producció de petroli d'elevació de gas és l'enginyer alemany Karl Loscher, que va proposar un esquema general per obtenir recursos utilitzant l'energia de les mescles d'aire. En el futur, la tècnica es va optimitzar, modernitzar i millorar repetidament en determinats aspectes de funcionament. L'ús pràctic d'un pont aeri a escala industrial amb la creació d'una base teòrica per a la seva implementació tècnica va començar només al segle XX. Als jaciments de petroli, la primera experiència d'utilitzar l'ascensor de gas es remunta al 1985.

En els nostres temps, l'ús de la tecnologia de gas lift es justifica principalment en pous amb cabals elevats. A més, en condicions d' alt contingut en impureses, l'elevació de gas és la solució més econòmica per aixecar el recurs a la superfície. Això s'aplica principalment a les mescles d'oli que contenen sals, resines i parafines, que dificulten l'aixecament de masses. Pel que fa a la comparació amb el pont aeri com a tal, podem dir que el mètode d'elevació de gas de producció de petroli és una continuació de la tecnologia general d'elevació artificial de líquids. Només si s'utilitza una barreja d'aire com a mitjà actiu en un pont aeri clàssic, llavors un ascensor de gas utilitza substàncies que contenen carboni. Per aquest motiu, una de les claus operativesLes característiques de la tecnologia tenen en compte el consum específic de gas. En el càlcul del cost d'utilitzar un ascensor de gas, els costos d'energia per al manteniment i subministrament de mescles de gasos són al voltant del 30% del cost total dels projectes.

Àmbit d'aplicació del mètode de producció de petroli de gas-lift

Un pou d' alt rendiment amb una pressió de fons alta és un lloc objectiu per a la introducció de l'elevació de gas. Aquests dipòsits són, en principi, un entorn favorable per a l'organització del transport aeri. Però la pràctica de limitar els mètodes de producció de petroli que flueix també determina una sèrie de condicions sota les quals l'elevació de gas es converteix en l'únic mètode possible per treballar en un pou. Almenys, la característica general del mètode gas-lift de producció de petroli com el més adaptat als entorns hidràulics desequilibrats dinàmicament permet utilitzar-lo en forats de fons amb baixa pressió de saturació i en pous de sorra amb condicions d'instal·lació de difícil accés per al suport tècnic.. Per exemple, un sistema d'elevació de gas es pot utilitzar en condicions d'inundació, en zones pantanses o on hi hagi risc d'inundació. Els indicadors de pressió, per cert, es poden igualar artificialment mitjançant un equip compressor; encara que l'augment depèn dels indicadors d'energia del gas del pou, es pot ajustar bastant a les necessitats actuals.

D' altra banda, si no hi ha subministrament centralitzat de materials tècnics i de gas amb un alt nivell de mecanització del procés de producció, és millor utilitzar l'esquema tradicional de fontmineria. Com en el cas del pont aeri, el mètode d'elevació de gas de producció de petroli és una continuació de la tecnologia del mètode de flux, però en una versió augmentada. És l'expansió tecnològica de la infraestructura de producció la que no permet aplicar aquest mètode a pous petits, el funcionament dels quals es calcula per períodes curts.

Procés de producció tecnològic

Després del desenvolupament del pou, es forma a la superfície la base estructural de la punta, que després actua com a plataforma per organitzar els principals processos de treball. Al nínxol del pou, s'organitza un túnel tancat amb cambres i vàlvules de transició que actuen com a regulador de flux de recursos. El moviment del fluid produït pel canal és el principal procés operatiu, que és recolzat pel medi gasificat al forat inferior. Per garantir la gasificació, una cambra amb un broquet per subministrar la mescla activa es baixa paral·lelament al canal al llarg d'un circuit aïllat. En realitat, el principi del mètode d'elevació de gas de producció de petroli es redueix a la direcció del gas al medi líquid del recurs objectiu, després del qual s'ha de dur a terme el procés d'elevació. És important tenir en compte que l'enriquiment amb mescles de gas i aire per si mateix no garanteix l'augment del líquid. Per a aquesta operació s'utilitzen bombes especials. La força d'elevació depèn tant del grau de gasificació com de la potència de la bomba, tots dos es poden ajustar. Per al control complex dels indicadors de pressió al circuit, s'utilitza una unitat de compressor situada a la superfície.

Intensitat de produccióEl recurs pot ser controlat per mecànica manual o sistemes automàtics amb sensors electrònics. Els paràmetres de funcionament s'estableixen segons les capacitats de l'equip receptor. Una característica del mètode d'elevació de gas de producció de petroli és un tractament especial després de l'extracció del recurs. Atès que el líquid puja juntament amb la barreja de gasos, es requereix una separació especial, després de la qual l'oli ja purificat s'envia a un dipòsit especial. A més, com que l'elevador de gas s'utilitza sovint en entorns amb una gran contaminació per purins, pot ser que calgui una filtració gruixuda en diverses etapes abans que el recurs entri al dipòsit d'emmagatzematge temporal.

Equipament aplicat

Tota la infraestructura tècnica està formada per dos grups d'equips: dispositius universals i dispositius per organitzar processos de manteniment de pous i instal·lacions especials que s'utilitzen en el funcionament d'elevadores de gas. El primer grup pot incloure equips de circulació de bombeig, equips de carcassa, maquinari de muntatge, canonades metàl·liques per al bombeig, etc. Com a regla general, els mètodes de producció de petroli amb flux i gasos es basen en aquest equip amb diferències estructurals menors.

Pel que fa als elements tècnics especials per a la realització de l'aixecament del petroli a gas, inclouen els següents:

• Compressor. Instal·lació per al manteniment de la pressió òptima per injecció d'aire comprimit. S'utilitzen majoritàriament unitats industrials d' alta potència,capaç d'ajustar els paràmetres del valor de treball en un ampli rang.
• Camera d'elevació de gas. Es pot dir que és el nucli de la infraestructura per a la producció de petroli de gas-lift, en la qual es desenvolupen els principals processos de direcció del flux, distribució i subministrament de mescles gas-aire. Es tracta d'una estructura metàl·lica amb tubs de derivació i canals de sortida, el funcionament de la qual està regulat per vàlvules de tancament.
• Vàlvules. En aquest sistema, la vàlvula no només fa la funció de bloquejar la circulació del medi líquid, sinó que també actua com a regulador de flux. Les vàlvules d'elevació de gas s'utilitzen a diferents nivells del pou, la qual cosa permet un control més precís de la velocitat de producció. La característica principal de disseny d'aquestes vàlvules es pot anomenar la presència d'elements sensibles que registren els indicadors de pressió amb gran precisió i canvien el seu estat en funció de la força d'impacte a l'àrea de control.

Elevador de gas

En aquest cas, el concepte d'ascensor reflecteix la complexa infraestructura d'un ascensor de gas submergit en un pou. El seu concepte conté dos canals: per a la injecció de gas i per a l'aixecament del recurs líquid objectiu. Tots dos canals s'organitzen mitjançant tubs metàl·lics, però no s'han d'unir entre si en paral·lel. A més, de vegades es proporciona una direcció angular de la canonada de subministrament de gas, que es determina per les característiques de la connexió de la unitat de bombeig. La configuració de la col·locació de la canonada depèn de les condicions en què s'organitza el mètode d'elevació de gas de producció de petroli. La foto següent il·lustra la tecnologia moderna.l'ús d'una cadena combinada d'injecció i recuperació en un circuit amb un diàmetre de 90 a 140 mm. En aquest cas, independentment de la configuració de la direcció dels canals, tant des de la part superior del cap com a la regió inferior de la sabata, si és possible, es proporciona una fixació rígida de l'estructura. Les canonades també poden tenir forats tecnològics (perforació) per alliberar sorra i altres partícules estranyes.

Operació d'elevació de gas sense compressor

El subministrament de gas i la regulació dels indicadors de pressió, en principi, no s'ha de fer amb el suport d'equips compressors. Si els jaciments de gas i petroli es troben dins del mateix lloc d'operació, l'elevació de gas de fons es pot organitzar amb el seu propi suport energètic sense un compressor. Però fins i tot en aquest cas, les tecnologies de producció d'oli de flux i gas-lift divergiran, ja que l'exclusió de la regulació per aire comprimit des de l'exterior no exclou el control dels indicadors de pressió del gas natural. A més, en aquestes condicions, és possible dur a terme l'assecat de fons i la neteja prèvia del recurs, la qual cosa redueix el cost del procés tecnològic.

Controls del procés d'elevació de gas

En primer lloc, val la pena remarcar que l'elevador de gas requereix l'ús d'una àmplia gamma d'aparells de mesura que permeten mantenir sota control els indicadors de rendiment importants. Aquests inclouen la pressió, la temperatura, la humitat i el flux de gas. El control directe de la producció d'oli en el mètode de gas lift es realitza mitjançant les vàlvules esmentades ivàlvules de tancament amb sistemes d'accionament alimentats per generadors en superfície. Les plantes més avançades operen sota el control de controls automàtics, sense la participació d'operadors, ajustant els paràmetres de gasificació i el ritme de recuperació dels recursos.

Avantatges de la tecnologia

Pel que fa a la implementació tècnica, el mètode és força laboriós i costós, però té una sèrie de propietats positives que justifiquen el seu ús:

• Alt rendiment.
• Àmplies oportunitats d'ajustament estructural a les condicions d'operació externes i als paràmetres del pou.
• Fiabilitat i seguretat del procés miner.
• Flexibilitat. Aquesta propietat reflecteix tant els avantatges com els desavantatges del mètode de producció de petroli de gas-lift, que es manifesten en diversos aspectes de la seva aplicació. Per exemple, des del punt de vista d'un operador qualificat, el procés de control en si és força senzill i pràcticament no requereix esforç físic. Però, el personal de manteniment s'ocupa de maquinària complexa que requereix molta mà d'obra i costos de manteniment.
• La majoria dels equips crítics es troben a la superfície.
• Universalitat del mètode.

Defectes de la tecnologia

No obstant això, aquest mètode no es pot dir òptimment adequat per a tots els camps, si tenim en compte la totalitat dels factors operatius, així com els aspectes ambientals i econòmics. Als aspectes negatius de l'ús del mètode d'elevació de gasLa producció de petroli inclou:

• Els costos dels recursos energètics. Estem parlant de la injecció de gas en volums industrials, i del cost del combustible per als generadors que proporcionen les funcions d'equips de bombeig amb compressors.
• La inversió pot no coincidir amb el valor dels materials recuperats de petroli i gas, sobretot tenint en compte el cost dels processos addicionals de neteja i separació del procés.
• A mesura que s'exploten grans jaciments, els volums de producció estan disminuint, mentre que el nivell de suport organitzatiu i tècnic hauria de romandre igual.

Conclusió

L'experiència de les empreses productores de petroli i gas mostra que aproximadament la meitat dels costos dels projectes de desenvolupament i explotació de camps recauen en l'organització de la infraestructura tècnica amb suport per a fluxos de treball addicionals. Sembla que les tendències de desenvolupament de la indústria haurien d'avançar cap a l'optimització estructural d'aquests esdeveniments, però el mètode de gas lift demostra el contrari. Tal com va suggerir Karl Locher, l'autor del mètode de producció de petroli d'elevació de gas, la connexió de fonts d'energia auxiliars durant l'aixecament redueix el consum d'energia de l'operació de treball, però no l'organització de l'esdeveniment en conjunt. En qualsevol cas, l'equipament per a la cadena d'elevació no ofereix tant avantatges en forma de connexió d'un canal de gasificació, sinó que obre més oportunitats en el control dels paràmetres del procés productiu. I aquest avantatge és precisament la perspectiva de desenvolupar l'elevació de gas com una manerapot ampliar les possibilitats de combinar diversos embassaments de desenvolupament en una instal·lació de producció d' alta capacitat.