วิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊ส: ลักษณะและลักษณะ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

กลุ่มวิธีการขนส่งทางอากาศของการผลิตไฮโดรคาร์บอนในแหล่งน้ำมันและก๊าซมีมานานแล้วโดยอุตสาหกรรมในประเทศเพื่อทดแทนการพัฒนาบ่อน้ำไหล เทคโนโลยีนี้ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานบางประการ ให้ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจและทางเทคนิคที่สำคัญ แต่ยังต้องการการเชื่อมต่อของทรัพยากรเพิ่มเติม ทางออกที่ดีที่สุดในกรณีส่วนใหญ่คือวิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊ส ซึ่งส่วนผสมของแก๊สจะถูกใช้เป็นตัวกลางในการยกแบบแอกทีฟ โซลูชันดังกล่าวพิสูจน์ตัวเองเนื่องจากประสิทธิภาพสูง แต่ยังกำหนดข้อกำหนดเพิ่มเติมขององค์กรในแง่ของความปลอดภัย ด้วยเหตุนี้ วิธีการนี้จึงถูกใช้โดยองค์กรขนาดใหญ่ที่มีฐานทรัพยากรเพียงพอเป็นส่วนใหญ่

ลักษณะทั่วไปของวิธีการผลิตน้ำมันยกแก๊ส

หลักการของการขนส่งทางอากาศ นั่นคือ เทคโนโลยีการยกทรัพยากรบ่อน้ำของแหล่งฝากใต้ดิน ถูกนำมาใช้ครั้งแรกเมื่อปลายศตวรรษที่ 18 การเกิดขึ้นของแนวคิดของวิธีนี้เกิดจากการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการขุด แต่เป็นเวลานานการใช้งานอย่างเต็มที่ถูก จำกัด ด้วยการขาดอุปกรณ์คอมเพรสเซอร์ที่พัฒนาอย่างเพียงพอ ผู้เขียนวิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊สคือวิศวกรชาวเยอรมัน Karl Loscher ซึ่งเสนอโครงการทั่วไปในการเพิ่มทรัพยากรโดยใช้พลังงานของส่วนผสมอากาศ ในอนาคต เทคนิคนี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมซ้ำแล้วซ้ำอีก ปรับปรุงให้ทันสมัย และปรับปรุงในบางแง่มุมของการดำเนินงาน การใช้ลิฟต์ขนส่งทางอากาศในทางปฏิบัติในระดับอุตสาหกรรมด้วยการสร้างพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการใช้งานทางเทคนิคเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น ในแหล่งน้ำมัน ประสบการณ์ครั้งแรกของการใช้ลิฟต์แก๊สเกิดขึ้นในปี 1985

ในยุคของเรา การใช้เทคโนโลยีลิฟท์แก๊สทำให้ตัวเองเหมาะสมในบ่อน้ำที่มีอัตราการไหลสูงเป็นหลัก นอกจากนี้ ในสภาวะที่มีสารเจือปนสูง การยกแก๊สจึงเป็นทางออกที่ประหยัดที่สุดสำหรับการยกทรัพยากรขึ้นสู่ผิวน้ำ สิ่งนี้ใช้ได้กับน้ำมันผสมที่มีเกลือ เรซิน และพาราฟินเป็นหลัก ซึ่งทำให้ยกมวลได้ยาก ในการเปรียบเทียบกับ airlift ดังกล่าว เราสามารถพูดได้ว่าวิธีการผลิตน้ำมันแบบ gas lift นั้นเป็นความต่อเนื่องของเทคโนโลยีทั่วไปในการยกของเหลวแบบเทียม เฉพาะในกรณีที่ใช้ส่วนผสมของอากาศเป็นสื่อกลางในลิฟต์โดยสารแบบคลาสสิก ลิฟต์แก๊สจะใช้สารที่ประกอบด้วยคาร์บอน ด้วยเหตุนี้หนึ่งในการดำเนินงานหลักลักษณะของเทคโนโลยีพิจารณาปริมาณการใช้ก๊าซเฉพาะ ในการคำนวณต้นทุนการใช้ลิฟต์แก๊ส ค่าพลังงานสำหรับการบำรุงรักษาและการจัดหาส่วนผสมของก๊าซจะอยู่ที่ประมาณ 30% ของต้นทุนทั้งหมดของโครงการ

ขอบเขตการประยุกต์วิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊ส

บ่อให้ผลผลิตสูงที่มีแรงดันก้นหลุมสูงเป็นเป้าหมายสำหรับการแนะนำลิฟต์แก๊ส เงินฝากดังกล่าวเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการจัดระบบขนส่งทางอากาศโดยหลักการ แต่แนวทางปฏิบัติในการจำกัดวิธีการไหลของการผลิตน้ำมันยังกำหนดเงื่อนไขหลายประการที่การยกแก๊สกลายเป็นวิธีเดียวที่เป็นไปได้ในการทำงานกับบ่อน้ำ อย่างน้อย ลักษณะทั่วไปของวิธียกแก๊สในการผลิตน้ำมันซึ่งปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมไฮดรอลิกที่ไม่สมดุลไดนามิกมากที่สุด ทำให้สามารถใช้ในรูก้นหอยที่มีแรงดันอิ่มตัวต่ำ และในบ่อทรายที่มีเงื่อนไขการติดตั้งที่ยากต่อการเข้าถึงสำหรับการสนับสนุนทางเทคนิค. ตัวอย่างเช่น ระบบลิฟต์แก๊สสามารถใช้ได้ในสภาวะน้ำท่วม ในพื้นที่แอ่งน้ำ หรือบริเวณที่มีความเสี่ยงต่อน้ำท่วม อย่างไรก็ตาม ตัวชี้วัดความดันสามารถปรับให้เท่ากันได้โดยใช้อุปกรณ์คอมเพรสเซอร์ - แม้ว่าการเพิ่มขึ้นจะขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้พลังงานก๊าซในหลุม แต่ก็สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการในปัจจุบันได้ค่อนข้างมาก

ในทางกลับกัน หากไม่มีการจัดหาวัสดุทางเทคนิคและก๊าซจากส่วนกลางที่มีการใช้เครื่องจักรในระดับสูงในกระบวนการผลิต จะเป็นการดีกว่าถ้าใช้รูปแบบน้ำพุแบบดั้งเดิมการขุด ในกรณีของการขนส่งทางอากาศ วิธีการผลิตน้ำมันแบบลิฟท์แก๊สเป็นความต่อเนื่องของเทคโนโลยีของวิธีการไหล แต่เป็นรุ่นเสริม มันคือการขยายเทคโนโลยีของโครงสร้างพื้นฐานการผลิตที่ไม่อนุญาตให้ใช้วิธีนี้กับบ่อน้ำขนาดเล็ก ซึ่งการคำนวณการดำเนินการในช่วงเวลาสั้น ๆ

กระบวนการผลิตทางเทคโนโลยี

หลังจากการพัฒนาบ่อน้ำ พื้นฐานโครงสร้างของส่วนปลายจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว ซึ่งต่อมาทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มสำหรับจัดระเบียบกระบวนการทำงานหลัก ในช่องของหลุมเจาะ อุโมงค์ปิดถูกจัดระเบียบด้วยห้องและวาล์วเปลี่ยนผ่านที่ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการไหลของทรัพยากร การเคลื่อนที่ของของเหลวที่ผลิตขึ้นในช่องเป็นกระบวนการทำงานหลัก ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากตัวกลางที่เป็นแก๊สในรูด้านล่าง เพื่อให้แน่ใจว่าจะเกิดการแปรสภาพเป็นแก๊ส ห้องที่มีหัวฉีดสำหรับจ่ายส่วนผสมออกฤทธิ์จะลดลงขนานกับช่องสัญญาณตามวงจรแยก ที่จริงแล้ว หลักการของวิธีการยกแก๊สในการผลิตน้ำมันจะลดลงตามทิศทางของก๊าซที่เข้าสู่ตัวกลางของเหลวของทรัพยากรเป้าหมาย หลังจากนั้น กระบวนการยกจะต้องเกิดขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าการเติมส่วนผสมของก๊าซและอากาศด้วยตัวเองไม่ได้ทำให้ของเหลวเพิ่มขึ้น สำหรับการดำเนินการนี้จะใช้ปั๊มพิเศษ แรงยกขึ้นอยู่กับทั้งระดับของการแปรสภาพเป็นแก๊สและกำลังของปั๊ม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถปรับได้ สำหรับการควบคุมที่ซับซ้อนของตัวบ่งชี้แรงดันในวงจร จะใช้ชุดคอมเพรสเซอร์ที่อยู่บนพื้นผิว

ความเข้มข้นในการผลิตทรัพยากรสามารถควบคุมได้โดยกลไกแบบแมนนวลหรือระบบอัตโนมัติด้วยเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ พารามิเตอร์การทำงานถูกกำหนดตามความสามารถของอุปกรณ์รับ คุณลักษณะของวิธีการผลิตน้ำมันยกแก๊สคือการดูแลพิเศษหลังจากการสกัดทรัพยากร เนื่องจากของเหลวเพิ่มขึ้นพร้อมกับส่วนผสมของแก๊ส จำเป็นต้องมีการแยกพิเศษ หลังจากนั้นน้ำมันที่บริสุทธิ์แล้วจะถูกส่งไปยังบ่อพิเศษ นอกจากนี้ เนื่องจากลิฟต์แก๊สมักใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีการปนเปื้อนของสารละลายสูง จึงอาจจำเป็นต้องมีการกรองแบบหยาบหลายขั้นตอนก่อนที่ทรัพยากรจะเข้าสู่ถังเก็บชั่วคราว

อุปกรณ์ที่ใช้

โครงสร้างพื้นฐานทางเทคนิคทั้งหมดประกอบด้วยอุปกรณ์สองกลุ่ม - อุปกรณ์และอุปกรณ์สากลสำหรับจัดระเบียบกระบวนการบำรุงรักษาบ่อน้ำและการติดตั้งพิเศษที่ใช้ในการทำงานของลิฟต์แก๊ส กลุ่มแรกอาจรวมถึงอุปกรณ์หมุนเวียนของปั๊ม, อุปกรณ์ปลอก, อุปกรณ์ติดตั้ง, ท่อโลหะสำหรับสูบ ฯลฯ ตามกฎแล้ว การผลิตน้ำมันทั้งแบบไหลและแบบยกแก๊สนั้นสร้างขึ้นจากอุปกรณ์นี้โดยมีความแตกต่างของโครงสร้างเล็กน้อย

สำหรับองค์ประกอบทางเทคนิคพิเศษเพื่อให้เกิดการยกน้ำมันขึ้นจากพลังงานก๊าซ มีดังต่อไปนี้:

• คอมเพรสเซอร์. การติดตั้งเพื่อรักษาแรงดันที่เหมาะสมโดยการฉีดอากาศอัด ส่วนใหญ่จะใช้หน่วยกำลังสูงสำหรับอุตสาหกรรมสามารถปรับค่าพารามิเตอร์ของการทำงานได้ในวงกว้าง
• ห้องยกแก๊ส. อาจกล่าวได้ว่าเป็นแกนหลักของโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการผลิตน้ำมันยกแก๊ส ซึ่งมีกระบวนการหลักในการควบคุมการไหล การกระจาย และการจ่ายส่วนผสมของก๊าซและอากาศ นี่คือโครงสร้างโลหะที่มีท่อสาขาและช่องทางออก ซึ่งควบคุมการทำงานโดยวาล์วปิด
• วาล์ว. ในระบบนี้ วาล์วไม่เพียงทำหน้าที่ปิดกั้นการไหลเวียนของของเหลว แต่ยังทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมการไหลอีกด้วย วาล์วยกแก๊สใช้ในระดับต่างๆ ของหลุมเจาะ ซึ่งช่วยให้ควบคุมอัตราการผลิตได้แม่นยำยิ่งขึ้น คุณสมบัติการออกแบบหลักของวาล์วดังกล่าวสามารถเรียกได้ว่ามีองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนซึ่งบันทึกตัวบ่งชี้แรงดันด้วยความแม่นยำสูงและเปลี่ยนสถานะขึ้นอยู่กับแรงกระแทกในพื้นที่ควบคุม

ลิฟท์แก๊ส

ในกรณีนี้ แนวคิดของลิฟต์สะท้อนโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อนของลิฟต์แก๊สที่จมอยู่ในบ่อน้ำ แนวคิดประกอบด้วยสองช่องทาง - สำหรับการฉีดก๊าซและสำหรับการยกทรัพยากรของเหลวเป้าหมาย ทั้งสองช่องถูกจัดระเบียบโดยใช้ท่อโลหะ แต่ไม่จำเป็นต้องต่อกันแบบขนาน นอกจากนี้บางครั้งก็มีทิศทางเชิงมุมของท่อจ่ายก๊าซซึ่งกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของการเชื่อมต่อหน่วยสูบน้ำ การกำหนดค่าการวางท่อขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่จัดวิธีการยกแก๊สสำหรับการผลิตน้ำมัน ภาพด้านล่างแสดงให้เห็นถึงเทคโนโลยีสมัยใหม่การใช้สายฉีดและสายดึงรวมกันในวงจรเดียวที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 90 ถึง 140 มม. ในกรณีนี้ โดยไม่คำนึงถึงการกำหนดค่าของทิศทางของช่อง ทั้งจากส่วนบนที่ศีรษะและในบริเวณด้านล่างของรองเท้า ถ้าเป็นไปได้ จะมีการตรึงโครงสร้างอย่างเข้มงวด ท่ออาจมีรูเทคโนโลยี (การเจาะ) สำหรับการปล่อยทรายและอนุภาคแปลกปลอมอื่นๆ

การทำงานของลิฟต์แก๊สโดยไม่ใช้คอมเพรสเซอร์

โดยหลักการแล้วการจ่ายแก๊สและการควบคุมแรงดันไฟ ไม่จำเป็นต้องดำเนินการกับอุปกรณ์คอมเพรสเซอร์ หากแหล่งก๊าซและน้ำมันตั้งอยู่ภายในสถานที่ปฏิบัติงานเดียวกัน ลิฟต์แก๊สในหลุมลึกสามารถจัดระเบียบได้ด้วยการสนับสนุนด้านพลังงานของตัวเองโดยไม่ต้องใช้คอมเพรสเซอร์ แต่ถึงกระนั้นในกรณีนี้ เทคโนโลยีของการผลิตน้ำมันไหลและน้ำมันยกแก๊สจะแตกต่างออกไป เนื่องจากการกีดกันการควบคุมโดยอากาศอัดจากภายนอกไม่ได้กีดกันการควบคุมตัวบ่งชี้แรงดันจากก๊าซธรรมชาติ นอกจากนี้ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว เป็นไปได้ที่จะดำเนินการทำให้แห้งในหลุมลึกและทำความสะอาดทรัพยากรเบื้องต้น ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนของกระบวนการทางเทคโนโลยี

การควบคุมขั้นตอนการยกแก๊ส

ก่อนอื่น ควรเน้นว่าลิฟท์แก๊สต้องใช้อุปกรณ์วัดที่หลากหลาย ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพการทำงานที่สำคัญได้ ซึ่งรวมถึงความดัน อุณหภูมิ ความชื้น และการไหลของก๊าซ การควบคุมโดยตรงของการผลิตน้ำมันในวิธีการยกแก๊สนั้นดำเนินการโดยใช้วาล์วและวาล์วปิดพร้อมระบบขับเคลื่อนที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนพื้นผิว โรงงานขั้นสูงเพิ่มเติมทำงานภายใต้การควบคุมของระบบควบคุมอัตโนมัติ โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของผู้ปฏิบัติงาน ปรับพารามิเตอร์ของการแปรสภาพเป็นแก๊สและอัตราการฟื้นตัวของทรัพยากร

ข้อดีของเทคโนโลยี

ในแง่ของการใช้งานทางเทคนิค วิธีการนี้ค่อนข้างลำบากและมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ก็มีคุณสมบัติเชิงบวกหลายประการที่สมเหตุสมผลต่อการใช้งาน:

• ประสิทธิภาพสูง
• โอกาสมากมายในการปรับโครงสร้างให้เข้ากับสภาพการทำงานภายนอกและพารามิเตอร์ของหลุม
• ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของกระบวนการขุด
• ความยืดหยุ่น คุณสมบัตินี้สะท้อนถึงทั้งข้อดีและข้อเสียของวิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊ส ซึ่งแสดงให้เห็นในด้านต่างๆ ของการใช้งาน ตัวอย่างเช่น จากมุมมองของผู้ปฏิบัติงานที่มีคุณสมบัติเหมาะสม กระบวนการควบคุมนั้นค่อนข้างเรียบง่ายและแทบไม่ต้องใช้ความพยายามจริง ๆ แต่เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงกำลังเผชิญกับเครื่องจักรที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้แรงงานจำนวนมากและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
• อุปกรณ์สำคัญส่วนใหญ่อยู่บนพื้นผิว
• ความเป็นสากลของวิธีการ

ข้อบกพร่องของเทคโนโลยี

อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเรียกได้ว่าวิธีการนี้เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกสาขา หากเราพิจารณาถึงปัจจัยในการดำเนินงานทั้งหมด ตลอดจนด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ สู่ด้านลบของการใช้วิธียกแก๊สการผลิตน้ำมันรวมถึง:

• ทรัพยากรพลังงานสูง เรากำลังพูดถึงการฉีดก๊าซในปริมาณอุตสาหกรรม และต้นทุนเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ให้การทำงานของอุปกรณ์สูบน้ำพร้อมคอมเพรสเซอร์
• การลงทุนอาจไม่ตรงกับมูลค่าของวัสดุน้ำมันและก๊าซที่นำกลับมาใช้ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงต้นทุนของกระบวนการทำความสะอาดและแยกชิ้นส่วนเพิ่มเติม
• เนื่องจากมีการใช้ประโยชน์จากเงินฝากจำนวนมาก ปริมาณการผลิตจึงลดลง ในขณะที่ระดับการสนับสนุนองค์กรและด้านเทคนิคควรเท่าเดิม

สรุป

ประสบการณ์ของบริษัทผู้ผลิตน้ำมันและก๊าซแสดงให้เห็นว่าประมาณครึ่งหนึ่งของต้นทุนของโครงการเพื่อการพัฒนาและการดำเนินงานภาคสนามตกอยู่ที่การจัดโครงสร้างพื้นฐานทางเทคนิคด้วยการสนับสนุนสำหรับเวิร์กโฟลว์เพิ่มเติม ดูเหมือนว่าแนวโน้มการพัฒนาอุตสาหกรรมควรเคลื่อนไปข้างหน้าไปสู่การปรับโครงสร้างของเหตุการณ์ดังกล่าวให้เหมาะสมที่สุด แต่วิธีการยกแก๊สพิสูจน์ให้เห็นตรงกันข้าม ตามที่ Karl Locher ผู้เขียนวิธีการผลิตน้ำมันแบบยกแก๊สได้แนะนำว่าการเชื่อมต่อของแหล่งพลังงานเสริมในระหว่างการยกจะลดการใช้พลังงานของการทำงาน แต่ไม่ใช่การจัดระเบียบของงานโดยรวม ไม่ว่าในกรณีใด อุปกรณ์สำหรับสายยกไม่ได้ให้ประโยชน์มากนักในรูปแบบของการเชื่อมต่อช่องทางการแปรสภาพเป็นแก๊ส แต่เปิดโอกาสให้มากขึ้นในการควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการผลิต และข้อดีนี้ก็คือโอกาสในการพัฒนาลิฟต์แก๊สนั่นเองสามารถขยายความเป็นไปได้ในการรวมแหล่งพัฒนาหลายแห่งเข้าเป็นโรงงานผลิตที่มีกำลังการผลิตสูงแห่งเดียว