Баланс енергій у видобувній свердловині і класифікація видобувних свердловин за способом їх експлуатації

Залежно від способу піднімання видобутої нафти у видобувних свердловинах на поверхню розрізняють такі способи їх експлуатації: фонтанний, газліфтний і насосні.

Піднімання флюїдів у стовбурі конкретної свердловини може відбуватися або за рахунок пластової енергії (Е_пл), або за рахунок пластової (Е_пл) і штучно підведеної з поверхні у цю свердловину (Е_ш) енергій.

На вибій свердловини надходять із пласта флюїди, які володіють потенціальною енергією, зумовленою діянням сил гідродинамічного тиску (див. вище). У стовбурі свердловини енергія витрачається на подолання сили ваги гідродинамічного стовпа суміші (Е_ст), сил тертя вздовж шляху (Е_т), місцевого (Е_м) і інерційного (Е_ін) опорів, які пов’язані з рухом, а також на транспортування продукції свердовини від гирла до пункту збирання і підготовки (Е_тран). Звідси рівняння балансу енергій у діючій видобувній свердловині можна записати у вигляді:

. (1.17)

Аналіз результатів лабораторних і свердловинних досліджень переконує, що в загальному балансі енергія Е_м на подолання місцевих опорів становить дуже малу величину, тому нею нехтують. Тоді рівняння балансу енергій буде

. (1.18)

За Е_ш_т= 0 у свердловині рідина і газ піднімаються стовбуром від вибою на поверхню лише під діянням пластової енергії, якою володіє нафтовий поклад. Такий спосіб її експлуатації називають фонтанним, причому фонтанування свердловини можливе як за рахунок енергії рідини Е_р, так і за рахунок енергії стисненого газу Е_г. Тому фонтанний спосіб є найекономічнішим. Як природний спосіб, він притаманний лише щойно відкритим, енергетично ще не виснаженим родовищам. Якщо в покладі підтримується пластовий тиск нагнітанням води чи газу, то вдається значно продовжити тривалість періоду фонтанування свердловин.

За Е_ш_т> 0 і Е_пл³ 0 спосіб експлуатації свердловини називають механізованим. Тобто, коли свердловини не можуть фонтанувати, їх переводять на механізовані способи видобування нафти: газліфтний або насосні, які характеризуються штучним введенням безпосередньо у видобувну свердловину додаткової енергії.

У разі газліфтного способу видобування нафти (чи, інакше, газліфта) у свердловину для піднімання рідини на поверхню подають стиснений газ (вуглеводневий – природний, нафтовий газ; повітря), тобто подають енергію розширення стисненого газу. Якщо стиснений газ нагнітають за допомогою компресорів, то спосіб експлуатації називають компресорним газліфтним, а в інших випадках – безкомпресорним.

У насосних свердловинах піднімання рідини на поверхню здіснюється за допомогою насосів, які опускають у свердловину – штангових свердловинних насосів (ШСН) і занурених електровідцентрових насосів (ЕВН).

На промислах випробовують чи в малій мірі застосовують також інші способи експлуатації свердловин із використанням електрогвинтових (ЕГН), гідропоршневих (ГПН), електродіафрагмових (ЕДН), струминних (СН) насосів і т. інш.

Способи експлуатації свердловин, періоди їх застосування обґрунтовуються в технологічних проектних документах на розробку родовища і реалізуються нафтогазовидобувними підприємствами згідно з планами геолого-технічних заходів і технологічним режимом.

Таким чином, видобувні свердловини на нафтових родовищах за способом їх експлуатації класифікують на свердловини:

1) фонтанні – видобувані флюїди (нафта, нафтовий газ і пластова вода) піднімаються у стовбурі свердловини із вибою на поверхню тільки за рахунок природної пластової енергії;

2) газліфтні – видобувані флюїди піднімаються на поверхню за рахунок додатково введеної безпосередньо у видобувну свердловину енергії стиснутого газу (природної пластової енергії вистачає тільки для піднімання їх на певну висоту, але меншу від глибини свердловини), а залежно від виду джерела газопостачання і природи запомповуваного газу серед них виділяють групи свердловин: а) компресорні; б) безкомпресорні; в) ерліфтні (англ. air - lift, від air – повітря і lift – піднімання);

3) насосні – видобувані флюїди піднімаються на поверхню за рахунок додатково введеної безпосередньо у видобувну свердловину потенціальної і кінетичної енергій, які створюються насосом, опущеним у свердловину під рівень рідини в ній, а залежно від типу насоса і його приводу виокремлюють серед них свердловини: а) штангово-насосні (насоси
поршневого типу); б) електровідцентровонасосні; в) гідропоршненасосні;
г) електрогвинтовонасосні; д) електродіафрагмовонасосні (мембраннонасосні); е) струминнонасосні і т. д.

Газліфтні і насосні свердловини ще об’єднують в одну групу механізованих свердловин, тобто із застосуванням певних механізмів для їх експлуатації, на відміну від фонтанних свердловин.

Механізована експлуатація свердловин звичайно оцінюється із пізними стадіями розробки нафтових родовищ чи видобування нафти (див. вище), які характеризуються пониженими пластовими тисками і підвищеним видобутком пластової води. Але через високу активність робіт у глибоких водах шельфів і в районах, де є потреба в будівництві складних за конструкцією свердловин, виникла необхідність у прискореному видобуванні нафти механізованими способами при низьких витратах. На шельфі і в районах із трудними умовами для діяльності нафтових підприємств (компаній) способи механізованого видобування дають змогу прискорити обіг грошових коштів, швидше отримати прибуток і допомагає підрядним видобувним підприємствам (компаніям-операторам) підвищувати доходи навіть по природно фонтануючих свердловинах.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Технології видобування нафти	\|	Загальні вимоги до обладнання свердловин і облаштування родовища

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.