Yapay kaldırma - Artificial lift

Yapay kaldırma , bir üretim kuyusundan ham petrol veya su gibi sıvıların akışını artırmak için yapay yolların kullanılmasını ifade eder . Genel olarak bu, kuyunun içinde mekanik bir aygıtın kullanılmasıyla ( pompa veya hız dizisi olarak bilinir ) veya kuyunun aşağısındaki sıvıya gaz enjekte ederek hidrostatik kolonun ağırlığının azaltılmasıyla elde edilir. Sürekli Bant Taşıma (CBT) adı verilen daha yeni bir yöntem, marjinal ve boş kuyulardan çıkarmak için bir yağ emici kayış kullanır. Haznede üretilen sıvıları yüzeye kaldırmak için yetersiz basınç olduğunda kuyularda yapay kaldırma gerekir, ancak genellikle doğal olarak akan akış hızını artırmak için (teknik olarak buna ihtiyaç duymayan) doğal olarak akan kuyularda kullanılır. Üretilen sıvı yağ, su veya tipik olarak bir miktar gazla karıştırılmış bir yağ ve su karışımı olabilir.

Kullanım

Herhangi bir sıvı üreten rezervuar bir 'rezervuar basıncına' sahip olacaktır: sıvıyı (sıvı, gaz veya her ikisi) daha düşük enerji veya potansiyele sahip alanlara zorlayacak bir miktar enerji veya potansiyel. Konsept, bir belediye su sistemindeki su basıncına benzer . Bir üretim kuyusundaki basınç, rezervuar basıncının altına düştüğü anda, rezervuar, tıpkı bir su sistemindeki bir vana açmak gibi, kuyuyu yedeklemek için hareket edecektir. Rezervuarın derinliğine ve sıvının yoğunluğuna bağlı olarak, rezervuar sıvıyı yüzeye itmek için yeterli potansiyele sahip olabilir veya olmayabilir - daha derin bir kuyu veya daha ağır bir karışım, daha yüksek bir basınç gereksinimi ile sonuçlanır.

Teknolojiler

Hidrolik pompa sistemleri

Hidrolik pompalama sistemleri, kuyu dibi boru şeklinde aşağıya bir yer altı pompasına akan basınçlı güç sıvısı vasıtasıyla kuyu dibine enerji iletir. En az üç tip hidrolik yeraltı pompası vardır:

  1. bir tarafın (enjekte edilen) tahrik sıvısı tarafından çalıştırıldığı, diğer tarafın üretilen sıvıları yüzeye pompaladığı pistonlu bir pompa
  2. (enjekte edilen) tahrik sıvısının bir meme-boğaz venturi kombinasyonundan geçtiği bir jet pompası, üretilen sıvılarla karışır ve venturi etkisi ile pompanın boşaltma tarafında yüksek bir basınç oluşturur.
  3. hidrolik olarak tahrik edilen bir kuyu içi türbini (HSP), ki burada kuyu içi tahrik motoru, sıvıyı pompalayan pervane-pompa bölümüne mekanik olarak bağlı bir türbindir.

Bu sistemler, çok yönlü ve 20.000 bbl (3.200 m fazla üreten oyuklara günlük varil onlarca üretimi ile daha derin kuyular (18,000 ft), düşük oran oyuklarına sığ derinliklerinde (1000 ft) kullanılmıştır 3 ) başına gün. Çoğu durumda tahrik (enjekte edilen) sıvı su veya üretilen sıvılar (yağ / su karışımı) olabilir. Korozyon, parafin ve emülsiyon problemlerini kontrol etmeye yardımcı olmak için enjekte edilen sıvıyla belirli kimyasallar karıştırılabilir. Hidrolik pompalama sistemleri, çubuk pompa gibi geleneksel pompaların uygun olmadığı sapmalı kuyular için de uygundur .

Tüm sistemler gibi, bu sistemlerin de kendi çalışma zarfları vardır, ancak hidrolik pompalarda bunlar genellikle tasarımcılar tarafından yanlış anlaşılmaktadır. Bazı hidrolik pompa türleri katı maddelere duyarlı olabilirken, örneğin jet pompaları% 50'den fazla katı hacim fraksiyonlarını pompalayabilir. En az verimli kaldırma yöntemi olarak kabul edilirler, ancak bu, farklı hidrolik pompa türleri için farklılık gösterir ve ayrıca tam sistem kayıplarına bakıldığında birçok kurulumdaki farklılıklar ihmal edilebilir düzeydedir.

Bu sistemlerin yaşam döngüsü maliyeti, uygun şekilde tasarlandıklarında diğer yapay kaldırma türlerine benzerdir; tipik olarak düşük bakım gerektirdiklerini göz önünde bulundurarak, örneğin jet pompaları, önemli ölçüde daha düşük satın alma maliyeti ile biraz daha yüksek işletme (enerji) maliyetlerine sahiptir ve neredeyse onarım maliyeti yok.

ESP

Elektrikli Dalgıç Pompalar (ESP) bir kuyu içi pompa (bir dizi santrifüj pompa ), pompayı döndürmek için elektrik gücünü kinetik enerjiye dönüştüren bir elektrik motoru , üretilen sıvıların elektrik motoruna girmesini önlemek için bir ayırıcı veya koruyucudan oluşur ve motoru yüzey kontrol paneline bağlayan bir elektrik güç kablosu. ESP, çok yönlü bir yapay kaldırma yöntemidir ve dünyanın her yerindeki çalışma ortamlarında bulunabilir. Bunlar (200 90.000 varil (14,000 m akış oranlarının çok geniş bir kolu 3 ve asansör gereksinimleri günlük)) (neredeyse sıfır ila 10,000 ft (kaldırma 3.000 m) 'den). Genellikle yağda bulunan kirletici maddeleri, H 2 S ve CO 2 gibi agresif aşındırıcı akışkanları ve son derece yüksek kuyu içi sıcaklıklarını idare etmek için modifiye edilebilirler . Artan su kesintisinin ESP performansı üzerinde önemli bir zararlı etkisi olmadığı gösterilmiştir. Bunları dikey, sapmış veya yatay kuyulara yerleştirmek mümkündür, ancak optimum çalışma ömrü performansı için bunların düz bir kasa bölümüne yerleştirilmesi önerilir.

En son gelişmeler ESP'nin gaz ve kumla başa çıkma yeteneklerini geliştirmeyi amaçlasa da, gaz kilitlerini ve dahili erozyonu önlemek için hala daha fazla teknolojik gelişime ihtiyaç duyuyorlar. Yakın zamana kadar, ESP'ler, 20.000 $ 'ı aşabilen dağıtım maliyeti nedeniyle genellikle yasaklayıcı bir fiyat etiketi ile geldi.

Otomatik Yön Değiştirme Valfleri (ADV), SandCats ve diğer Boru Dizesi ve Pompa Araçları gibi çeşitli araçlar, ESP'nin performansını artırır. Günümüz pazarında kullanılan sistemlerin çoğu, aynı kuyuda iki ESP'nin basit bir düzenlemesi olan Dual ESP Sistemleridir. Bu, eksiksiz bir kuyu içi sistem güçlendiricisi veya yedek çalışma süresi sağlar - kesinti süresi minimumdur, iş devreleri daha az maliyetlidir ve diğer operasyonel alanlarda tasarruf sağlanır. ESP İkili Sistemler, kârlılığın önemli ölçüde artmasını sağlar.

Gaz Kaldırma

Gazlı kaldırma , yaygın olarak kullanılan bir başka yapay kaldırma yöntemidir. Adından da anlaşılacağı gibi, hidrostatik kolonun ağırlığını azaltmak için boruya gaz enjekte edilir , böylece geri basınç azaltılır ve rezervuar basıncının ürün sıvıları ve gaz karışımını yüzeye doğru itmesine izin verilir. Gaz, kuyu, geniş bir şartlar aralığında dağıtılabilir (30,000 varil / gün (4800 m 3 / d) 15,000 ft (4.600 m)). Gazlı asansörler aşındırıcı elemanlar ve kumla iyi başa çıkabilir ve çalışma maliyeti minimumdur.

Gaz yükseltilmiş kuyular, yan cep mandrelleri ve gaz kaldırma enjeksiyon valfleri ile donatılmıştır. Bu düzenleme, boru sisteminde daha derin bir gaz enjeksiyonuna izin verir. Gaz kaldırma sisteminin bazı dezavantajları vardır. Bir gaz kaynağı olmalı, hidratlar gibi bazı akış güvence sorunları gaz yükselmesi ile tetiklenebilir.

Bu, sıvı akışına gaz enjeksiyonunu kullanır, bu da sıvı yoğunluğunu azaltır ve alt delik basıncını düşürür. Gaz yükseldikçe kabarcıklar petrolün ilerlemesine yardımcı olur. Etkinin derecesi, gazın sürekli veya aralıklı akışına bağlıdır. Gaz, sıvının altında tek bir noktada enjekte edilebilir veya çok noktalı enjeksiyonla desteklenebilir. Yüzeydeki bir intermiter, gaz enjeksiyonunun zamanlamasını kontrol eder. Mekanizmalar ya basınçla ya da akışkanla çalıştırılır. Kısma valfleri veya gövde basıncı ile çalışan valf olabilirler. Akışkanla çalışan vanaların açılması ve kapanması için boru tesisatı basıncında artış gerekir. Bir kısma basınç valfi, kasa basıncı oluşturarak açılır ve kasa basınç düşüşü ile kapatılır. Geleneksel gaz kaldırma valfleri, yan cep mandrellerine yerleştirilmiş gaz kaldırma mandrellerine ve tel hattı çıkarılabilir gaz kaldırma valflerine takılır.

Çubuk pompalar

Ana madde: Pumpjack

Çubuk pompalar, içinde hem sabit hem de hareketli elemanlara sahip uzun ince silindirlerdir. Pompa, bir kuyu borusu içine yerleştirilmek üzere tasarlanmıştır ve ana amacı, altından sıvıları toplayarak yüzeye çıkarmaktır. En önemli bileşenler şunlardır: namlu, valfler (hareketli ve sabit) ve piston. Ayrıca, "bağlantı parçaları" olarak adlandırılan başka 18 ila 30 bileşene sahiptir.

Bileşenler

Doğru çalışması için pompanın her parçası önemlidir. En sık kullanılan parçalar aşağıda açıklanmıştır:

  • Namlu: Namlu, uzunluğu 1,25 inç (32 mm) ila 3,75 inç (95 mm) arasında olan, 10 ila 36 fit (11 m) uzunluğunda olabilen uzun bir silindirdir . Amerikan Petrol Enstitüsü (API) , yapımı için çeşitli malzemelerle deneyimledikten sonra, bu parça için iki malzeme veya bileşimin kullanımını standartlaştırdı: her ikisi de bir iç krom kaplamalı karbon çeliği ve pirinç . Pirincin daha sert karbon çeliğe göre avantajı, korozyona karşı% 100 direncidir .
  • Piston / Piston : Namlu içine giren nikel-metal püskürtmeli çelik bir silindirdir. Ana amacı, altındaki sıvıları kaldıran bir emme etkisi yaratmak ve ardından vanalar yardımıyla üstündeki sıvıları aşamalı olarak kuyudan çıkarmaktır. Bunu, ileri geri hareketiyle gerçekleştirir.
  • Valfler : Valflerin , kapatıldığında tam bir sızdırmazlık oluşturan iki bileşeni vardır - yuva ve bilya. En yaygın kullanılan yuvalar karbon nitrürden yapılır ve bilye genellikle silikon nitrürden yapılır. Geçmişte demir, seramik ve titanyum bilyeler kullanılıyordu. Titanyum bilyeler hala kullanılmaktadır, ancak yalnızca ham petrolün aşırı yoğun olduğu ve / veya kaldırılacak sıvı miktarının büyük olduğu durumlarda. Bir çubuk pompanın en yaygın konfigürasyonu, hareketli valf ve sabit (veya statik veya sabit) valf adı verilen iki valf gerektirir.
  • Piston mili : Bu, pistonu pompanın dışına bağlayan bir çubuktur. Temel amacı, yer üstüne kurulu "Sallayan Eşek" ( pompalama ünitesi ) tarafından üretilen yukarı / aşağı gidip gelen enerjiyi transfer etmektir .
  • Bağlantı parçaları: Pompanın geri kalan parçalarına bağlantı parçaları denir ve temelde her şeyin doğru yerde bir arada tutulması için tasarlanmış küçük parçalardır. Bu parçaların çoğu, sıvıların kesintisiz geçmesine izin verecek şekilde tasarlanmıştır.
  • Filtre / Süzgeç : Filtrenin işi, ima edildiği gibi, kuyudaki gevşek olabilecek büyük kaya, kauçuk veya diğer çöp parçalarının pompaya emilmesini önlemektir. Birkaç filtre türü vardır ve en yaygın olanı, pompanın ihtiyaç duyduğu sıvı miktarının girişine izin vermek için içinde yeterli delik bulunan bir demir silindirdir.

Yüzey Altı Pompalama

Yüzey altı pompası, kuyunun dibindeki sıvıyı uzaklaştırır ve böylece alt delik basıncını düşürür. Pistonun ve hareket valfinin hareketi, düşük bir basınç oluşturmaya yardımcı olur ve böylece sıvıyı kuyuya taşır. Gezici valf aşağı strokta açılır ve yukarı strokta kapanır. Sıvıyı kuyuya taşır. Enayi çubuk genellikle 25 ft uzunluğundadır. 3 tip pompalama ünitesi vardır: Sınıf 1, Mark 2 veya hava dengeli. Strok uzunluğunu veya pompa oranını değiştirerek üretim hızı değiştirilebilir.

Günlük varil cinsinden ölçülen üretim aşağıdaki formülle hesaplanabilir: P = SxNxC, burada P = Günlük varil cinsinden üretim, S = Kuyu içi strok uzunluğu (inç), N = Dakikadaki vuruş sayısı, C = Elde edilen bir sabit aşağıdakilerden:

Piston Çapı = Sabit "C"

1 1/16 "= 0,132
1 1/4 "= 0,182
1 1/2 "= 0,262
1 3/4 "= 0,357
2 "= 0,468
2 1/4 "= 0,590
2 1/2 "= 0,728
2 3/4 "= 0,881
3 1/4 "= 1,231
3 3/4 "= 1,639

Çevrimiçi bir hesap makinesi için: Don-Nan Sucker Rod Pompa Üretim Hesaplayıcısı (bpd)

% 100 üretim teoriktir. % 80 daha gerçekçi bir üretim hesaplamasıdır.

Hibrit Gaz Kaldırma ve Çubuk Pompa

Yakın zamanda gaz kaldırmayı çubuk pompayla birleştiren ve her bir kaldırma yöntemi için kuyu deliğinde iki ayrı boru dizisini ayıran yeni bir teknoloji geliştirilmiştir. Bu teknik, özellikle yatay / sapmış kuyuların benzersiz geometrisini ve ayrıca derin veya çok uzun delikli aralıklara sahip olan veya geleneksel yapay kaldırma yöntemleri için çok yüksek gaz sıvı oranına (GLR) sahip dikey kuyuların benzersiz geometrisini yapay olarak kaldırmak için tasarlanmıştır. Bu tasarımda, çubuk pompa sapmış veya delikli aralığın üzerindeki kuyunun dikey kısmına yerleştirilirken, rezervuar sıvılarını sapmış veya uzatılmış delikli aralıktan çubuk pompanın üstüne kaldırmak için nispeten düşük basınçlı düşük hacimli gaz kullanılır. Sıvılar, pompanın üzerine kaldırıldıktan sonra, bir paketleyicinin üzerinde hapsolur ve daha sonra yüzeye taşındıkları pompa odasına girer.

Bu tasarım, yüksek bakım maliyetlerinin, gaz parazit sorunlarının ve geleneksel pompalama sistemlerinin sapmış veya uzatılmış delikli aralıklara yerleştirilmesindeki derinlik sınırlamalarının üstesinden gelir ve ayrıca geleneksel gaz kaldırma tarafından rezervuara uygulanan önemli geri basıncın üstesinden gelir.

PCP

İlerleyen Boşluklu Pompalar (PCP), petrol endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. PCP, bir stator ve bir rotordan oluşur . Rotor, bir üst taraf motoru veya bir alt delik motoru kullanılarak döndürülür. Rotasyonla oluşturulan ardışık boşluklar ve üretilen sıvılar yüzeye itilir. PCP (5000 varil / gün (790 m'ye kadar oranı açısından geniş bir uygulama yelpazesi ile esnek bir sistemdir 3 / d) ve derinliği 6.000 fit (1800 m)). Aşındırıcılara ve katı maddelere karşı olağanüstü direnç sunarlar ancak derinlik ve sıcaklık ayarlarıyla sınırlıdırlar. Aromatikler gibi üretilen sıvıların bazı bileşenleri de statorun elastomerini bozabilir.

Rodless Pompalama

Bunlar hidrolik veya elektrikli dalgıç olabilir. Hidrolik, aşağı delik akışkan motorunu çalıştırmak için yüksek basınçlı güç sıvısı kullanır. Motor sırayla sıvıyı yüzeye hareket ettiren bir pistonu çalıştırır. Güç sıvısı sistemi açık ya da kapalı olabilir, güç sıvısının kuyu sıvısı ile karıştırılıp karıştırılamayacağına bağlıdır. Bu tür sistemlerde genellikle yer üstü güç akışkan pompaları ve bir hazne bulunur. Elektrikli dalgıç, başka bir çubuksuz pompa sistemidir. Bu, kuyuya daldırılmış ve bir dizi transformatöre ve pompalama oranını çalıştıran ve kontrol eden kontrol ekipmanına bağlı bir elektrikli pompa kullanır. Bu sistemde elektrik motoru yağdan bir koruyucu ile izole edilmiştir. Pompa mekanizmasının önündeki akışkan girişi bir gaz ayırıcısına sahip olduğu gibi, yüzeydeki bağlantı kutusu da elektrik hatlarından çıkmış olabilecek gazların dışarı atılmasına yardımcı olur.

Esasen çubuklu ve çubuksuz pompalama mekanizmaları, sıvının tümünün mekanik yollarla yerini değiştirerek alt delik basıncını düşürerek sıvı hareketinin gerçekleştirilmesine yardımcı olur. Diğer bir yöntem, namlu olarak boru dizisini kullanan piston kaldırma mekanizmasıdır. Pistonu çalıştırmak için gaz kullanır.

Kullanılabilecek bu yöntemlerin birkaç çeşidi olduğunu unutmamak önemlidir. İçerirler; akışkan momentumunu doğrudan üretim akışkanına aktaran bir hidrolik pompa ve nozulu içeren jet pompalama veya geri basıncı olmayan modifiye edilmiş bir gaz kaldırma mekanizması olan hazne kaldırma. Çalışmak için vinç veya pnömatik mekanizma kullanan modifiye edilmiş çubuk pompalama tasarım birimleri de vardır.

Sürekli Bant Taşımacılığı

Bu yöntemde, pompalamaya alternatif olarak ağır petrolü taşımak için yağı emen sürekli bir kayış kullanılır. Moebius yüzey ünitesi tarafından sürülen tek taraflı "O" şeklindeki bir kayış, statik seviyenin altında yer altı ünitesine sürekli olarak döner, petrolü yakalar ve toplama için yüzey ünitesine taşır. Kayışın oleofilik özellikleri, kum, parafin ve suyun çoğunun tutulmamasını sağlar.

Günde 130 varilin altında, maksimum 4000 metre derinlikte nispeten düşük petrol yakalama oranı ve çok düşük işletme maliyeti nedeniyle, bu yöntem esas olarak sıyırıcı, marjinal, boşta ve terk edilmiş kuyularda kullanılır . CBT için en uygun yağ bileşimi, maksimum 130 derece sıcaklıkta orta, ağır ve çok ağır petrol içeren rezervuarlardır. Santigrat. Yüksek hacimli, hafif petrol kuyuları bu yöntem için uygun değildir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar