Особенности применения фонтанного способа добычи нефти

Жидкости добывают из недр фонтанным способом или с применением механизмов. Фонтанирование происходит за счет высокого давления и энергии пласта нефти. Если этой энергии не хватает, то применяют дополнительное оборудование, а способ добычи называют механизированным.

Устройство нефтяных скважин

Схемa нефтяной скважины
Схемa нефтяной скважины

Бурение производят буровой установкой вертикально на глубину до нескольких километров. Поперечное сечение обычно круглое, диаметром до 40 см.

Стенки укрепляют металлическими обсадными трубами. В пространство между обсадной колонной и стенками закачивают цемент, который застывает и разделяет залегающие пласты, а также защищает обсадные трубы от пластовых вод.

Фонтанный способ откачки нефти предполагает установку эксплуатационного оборудования, перечисленного ниже.

Колонна подъемных труб

Схема устройства
Упрощенная конструкция

По ним нефтяной фонтан поднимается на поверхность земли. Их называют ещё насосно-компрессорными, так как с прекращением фонтанного способа приходится применять механизмы. Внутренний диаметр труб подбирают опытным путем, в зависимости от давления нефти, ожидаемого дебита продукта, глубины залегания, и он составляет 40.3–00.3 мм.

Дебит — это количество нефти, поступающей на поверхность за определённое время, его измеряют в метрах кубических в сутки. Чем выше предполагаемый дебит, тем больше диаметр, и наоборот.

Используют обычно гладкие трубы одного диаметра, которые соединяют в колонну с помощью муфт. Внутренние стенки труб делают с покрытием эмалью, эпоксидными смолами или стеклом для того, чтобы не было отложений парафина. Покрытия удорожают конструкцию.

Устьевая фонтанная арматура с выкидными линиями

Назначение устьевой фонтанной арматуры:

Назначение фонтанной арматуры
Назначение фонтанной арматуры
  • Крепление насосно-компрессорных труб, герметизация пространства между ними и обсадной колонной.
  • Направление потока нефти к выкидным линиям.
  • Проведение эксплуатационных мероприятий.

Наиболее распространена крестовая арматура из стальных толстостенных крестовин. Она меньше по высоте, чем тройниковая, и её удобнее обслуживать.

Фонтанная арматура включает с себя трубную головку и фонтанную ёлку. Трубная головка обвязывает колонну подъёмных труб и герметизирует кольцевое пространство до обсадных труб.

С помощью фонтанной ёлки поток направляется в выкидную линию на замерные устройства. Сверху на ёлке находится буфер, трёхходовой кран и манометр. На выкидной линии установлен штуцер (дроссель) для изменения потока нефти за счет увеличения или уменьшения проходной площади.

Фонтанная арматура имеет запорные устройства:

  • прямоточные задвижки;
  • пробковые краны.

Фонтанная арматура

Отсекатель скважины

В нижней части ствола нефтяной скважины оборудуют клапан-отсекатель, автоматический или управляемый, для исключения открытого фонтана при разрушении устьевого оборудования или в период проведения ремонтных работ. Он разъединяет нижнюю фильтровую часть скважины и её верхнюю часть.

Отсекатель
Отсекатель

Технические манометры

В процессе эксплуатации трубные головки испытывают большое давление. Для контроля за давлением устанавливают два манометра на фонтанной ёлке:

  • один сверху, он определяет давление в устье;
  • второй — на боковом отводе, замеряющий давление в межтрубном пространстве.
Манометр
Манометр

Камера запуска шаров

Добыча нефти осложняется выпадением парафинов в выкидных линиях, образованием песчаных пробок и других механических загрязнений.

Одним из методов очистки от парафина является использование резиновых шаров, которые расположены в камере запуска, установленной на струне фонтанной арматуры. По мере запарафинивания выносных линий открывается шибер, и из камеры подаётся резиновый шар, который имеет чуть больший диаметр, чем выкидная линия.

Он очищает парафин, продвигаясь потоком нефти в приёмную камеру.

Схема камеры запуска и приема
Схема камеры запуска и приема

Перфорация

Последним этапом подготовки скважины является перфорация.

Там, где находится пласт, делают отверстия в колонне обсадных труб и цементе для соединения пласта с полостью обсадной колонны. Образуется канал, по которому нефть из пласта по стволу скважины попадает в устье — выход на поверхность.

Перфорация скважины
Перфорация скважины

Другие методы добычи нефти

В процессе эксплуатации месторождения происходит уменьшение энергии пласта и фонтана. В этом случае переходят на механизированные способы подъема нефти:

  • газлифтный;
  • насосный.

Методы добычи нефти

Газлифтный способ

Осуществляют закачкой в скважину газа. Если закачивается воздух, способ называется эрлифтным.

Газ подают компрессорами от газлифтной станции либо из газовых пластов, находящихся под давлением (бескомпрессорным способом).

Газлифтный способ предпочтительнее эрлифтного, так как воздух может ухудшить качество нефтяного продукта ввиду его окисления.

Преимущества газлифтного способа:Газолифтный способ добычи нефти

  • размещение оборудования на земле;
  • отсутствие в скважине насосов с быстроизнашиваемыми частями;
  • отбор большого объёма жидкости с любой глубины;
  • несложная регулировка дебита.

Недостатком является повышенная коррозия трубопроводов.

Насосный способ

Используется при значительном снижении уровня пласта, когда газлифтный способ становится неэкономичным.

Виды насосов:

Насосный способ добычи нефти
Насосный способ добычи нефти
  • штанговый скважинный плунжерный насос;
  • бесштанговый погружной центробежный насос;
  • винтовые насосы.

Чаще применяют штанговые насосы. Они имеют плунжер небольшого диаметра, который опускают в скважину ниже уровня жидкости. Приводом установки является станок-качалка.

Винтовые насосы выдавливают жидкость методом ротации. Ротор имеет винтовую форму небольшого диаметра с глубокой и очень редкой резьбой. Он вращается внутри неподвижного статора. Двигатель установлен на земле, к нему крепятся штанги, которые обеспечивают работу ротора.

Возможен вариант использования погружных электродвигателей с редуктором, который обеспечивает вращение ротора. Винтовые насосы надёжны, устойчивы к твёрдым абразивным частицам и экономичны. Срок эксплуатации их более продолжительный, чем у штанговых насосов. Ещё одно преимущество — первоначальные финансовые затраты ниже, чем при других способах механизации. Недостатком является невозможность работы с агрессивными средами.

Видео по теме: Как добывают нефть

Добавить комментарий