Применение различных способов добычи нефти

С начала использования жидких, ископаемых углеводородов в промышленности востребованность в добываемом сырье растет, а методы добычи нефти модернизируются, что в итоге влияет на стоимость и конкурентоспособность нефтепродуктов на мировом рынке.

Основная информация

Нефть — маслянистая жидкость естественного происхождения, состоящая из сложных органических соединений — углеводородов и других химических элементов, относится к ископаемому топливу. Естественный цвет нефти — черный. Вещество обладает специфическим, резким запахом, что объясняется присутствием в продукте азота и серы.

Нефть широко представлена в промышленности, где используется для изготовления топлива, строительных материалов, белковых добавок и пр.

Помимо промышленных методов, добычу нефти кустарным способом до сих пор осуществляют. Это разработка поверхности месторождений ручными или маломощными механическими приспособлениями, с привлечением наемного рабочего персонала. К преимуществам кустарного метода добычи относят малую капиталоемкость, и быструю окупаемость предприятий.

Разведка и оценка месторождений

Нефть накапливается в пористых породах, окруженных тяжелыми слоями почвы. Идеальное месторождение — окольцованный глиной куполообразный слой песчаника.

При обнаружении месторождения, главная задача для разработчика — определить объем источника, качество сырья и способы добычи нефти. Затем, произвести расчеты для определения целесообразности и перспектив дальнейших изысканий. Получив положительные результаты, на нефтеносном участке, устанавливают оборудование для бурения дополнительных скважин.

Отношение объема сырой нефти, под землей, к извлекаемому количеств — коэффициент нефтеотдачи. На сегодня приемлемой считается цифра — 45%, и в перспективе развития технологий данное число обещает расти.

Определение способа добычи жидкого топлива, во многом, зависит от объема газа, воды, и уровня давления в резервуаре.

Методы эксплуатации нефтедобывающих скважин

Основные способы добычи нефти:

• фонтанный
• газлифтный
• насосный

Фонтанный метод — добыча сырья, основанная на использовании существующих физических законов, позволяющих нефти естественным образом подыматься по стволу.

Механизированная добыча нефти — газлифтный и насосный способ, предполагает применение дополнительных приспособлений для извлечения и подъема жидкости на поверхность.

Применение Фонтанного способа

Фонтанный метод добычи нефти предполагает обязательное присутствие определенного объема жидкости в стволе:

• во время бурения — специального раствора;
• по окончании — технической воды;
• в процессе работы — сырой нефти.

Бурения нефти

Жидкость, находящаяся в стволе установки, создает гидростатическое давление. Для того чтобы стартовал процесс поступления нефти из источника, внутрипластовое давление должно превысить давление воды в стволе. При соблюдении таких условий происходит естественный подъем вещества. Подымаясь по стволу, нефть фонтанирует на выходе, что и стало поводом для названия метода.

Подъем и выброс сырья может происходить как естественным путем, так и при внешнем воздействии. Способ искусственного стимулирования предполагает поддержку давления в пласте за счет дополнительной закачки жидкости или газа.

Фонтанирующая скважина, оснащается оборудованием, позволяющим осуществлять контроль за движением потоком вещества в резервуаре. Чтобы предотвратить спонтанные выбросы, колонны оборудуют муфтами, и клапанами для добавки химических реагентов и движения сырья.

Подъем вещества из пласта происходит за счет уменьшения давления жидкости в стволе, путем снижения ее плотности или объема, включающего замещение бурового раствора на пресную воду.

Режим работы

Порядок функционирования нефтедобывающего производства зависит:

• от особенностей месторождения;
• основного и дополнительного оборудования.

Чтобы дать характеристику месторождению, обеспечить его долговременную эксплуатацию, и рентабельно добывать сырье, проводят систематические исследования, последовательно изменяя режим отбора нефти и замеряя забойное давление. В результате получают:

• данные по существующим технологическим режимам, при разных параметрах устьевого давления;
• составляют графики зависимости объема добываемой нефти, за единицу времени, и количества газа, от величины диаметра штуцера.

Скважины подобного типа делятся на месторождения:

• с постоянным объемом добычи — 40–50т/сут.;
• с переменной подачей сырья;
• функционирующие в режиме накопления.

Добытое сырье транспортируется в емкости-сепараторы, где происходит разделение нефти и газа.

В зависимости от особенностей месторождения, отличительных черт пласта, геологических и технических факторов, влияющих на процесс добычи, фонтанная добыча нефти способна вестись полный период эксплуатации скважины с последующим переходом к механизированным способам добычи нефти.

Обзор методов механизированной добычи

Механизированная добыча нефти — процесс разработки месторождения в условиях низкого межпластового давления, не способствующего отбору сырья естественным путем.

На сегодня только 25% от общего числа действующих скважин — работают в режиме фонтанного метода. В остальных случаях, снижение уровня добычи приводит к задействованию механизированных методов — инженерных решений, позволяющих применять индивидуальный подход к отдельным скважинам.

К достоинствам механизированных методов относят увеличение выработки пласта, достигающегося снижением критического уровня забойного давления.

При достаточном экономическом обосновании механизированная разработка может применяться не только на поздних, но и на ранних добывающих стадиях производства, что позволяет ощутимо ускорить добычу нефти.

Особенности применения газлифтного метода

Прекращение фонтанирования нефтяной скважины означает:

• уменьшение внутрипластовой энергии;
• необходимость перехода на механизированное обслуживание месторождения.

Данный способ добычи называется газлифтным и предполагает дополнительное газовое стимулирование пласта из внешних источников.

Газлифт — конструкция, состоящая из колонны и находящимися в ней насосно-компрессорными трубами. Подъем продукта обеспечивается влиянием сжатого воздуха, за что систему называют воздушным подъемником, а способ разработки скважин — газлифтным.

Преимущества газлифтного способа:

• выемка значительных объемов сырья;
• несложное устройство и обслуживание конструкции;
• возможность разработки обводненных скважин.

Недостатки метода:

• расход насосно-компрессорных труб;
• малый КПД газлифтного способа.

Устройство и оборудование газлифтных нефтедобывающих скважин принципиально не отличается от конструкций, использующих фонтанный метод.

Когда применяется штанговый метод добычи

Извлечение нефти с использованием штанговых глубинных насосов — распространенный метод добычи жидкого топлива. В России данным способом эксплуатируется до 70% буровых скважин, и добывается 1/3 часть, от общего объема сырья. Умеренные затраты на оборудование и обслуживание нефтедобывающих конструкций разрешает эксплуатацию месторождений с минимальным дебитом.

Насосный способ добычи нефти позволяет поднимать сырье с глубины до 3 км, и чаще всего применяется на средне- и малодебетных скважинах.

Интенсификация добычи

Эффективность эксплуатации нефтеносных пластов промышленными методами на сегодня не удовлетворяет нефтедобывающие компании. Окончательная отдача от разработок составляет 25–40%, что заставляет владельцев месторождений модернизировать виды добычи.

По расчетам, неизвлекаемые остатки нефти составляют 50–70% от начальных запасов, поэтому все большее значение приобретает интенсификация добычи нефти, позволяющая увеличить доходность предприятия без привлечения дополнительного капитала.

Задачи повышения методов нефтеотдачи

В целях повышения рентабельности и снижения уровня капитализации сроки разработки скважин делят на три этапа:

• Первый — фонтанный метод с допустимо возможной разработкой пласта естественным путем.
• Второй — поддержание давления в пластах при закачке реагентов — воды или газа.
• Заключительный — для улучшения результативности и увеличения отдачи пласта, где и применяются методы интенсификации добычи нефти.

Итоговое распределение нефтенасыщенности требует максимального воздействия на рассеянное по отдельным областям и труднопроходимым слоям пласта сырье. Бесспорно, что при многообразии остаточных запасов и условий их сохранения не существует универсального средства увеличения отдачи пластов. Существующие способы стимулирования нефтеносных пластов характеризуются узконаправленным эффектом, воздействующим на отдельные факторы, влияющие на остаточное состояние нефти.

Видео: Фонтанная и газлифтная добыча нефти