KONSTGJORDA PRODUKTIONSSYSTEM: METODER OCH URVAL - VETENSKAP - 2025

De konstgjorda produktionssystemen är processer som används i oljebrunnar för att öka trycket i behållaren och därmed uppmuntra oljestigningen till ytan.

När den naturliga impulsenergin i behållaren inte är tillräckligt stark för att pressa oljan till ytan, används ett konstgjordt system för att få mer material.

Källa: pixabay.com

Medan vissa brunnar innehåller tillräckligt med tryck för att oljan ska stiga upp till ytan utan att behöva utföra någon stimulering, kräver de flesta inte ett konstgjordt system.

Av de ungefär 1 miljon olje- och gasbrunnar som produceras i världen flyter endast 5% naturligt, vilket gör nästan all världens olje- och gasproduktion beroende av effektiv drift av konstgjorda produktionssystem.

Även för de brunnar som ursprungligen har ett naturligt flöde till ytan tappas trycket över tid. För dem krävs också användning av ett konstgjort system.

metoder

Även om det finns flera metoder för att uppnå konstgjord produktion, är de två huvudtyperna av konstgjorda system pumpsystem och gaslyftsystem.

Till exempel i USA använder 82% av brunnarna mekaniska vippar, 10% använder gaslyft, 4% använder elektriska nedsänkbara pumpar och 2% använder hydrauliska pumpar.

Pumpsystem

Mekaniskt pumpsystem

Detta system använder utrustning på ytan och under den för att öka trycket och skjuta kolväten mot marken. Mekaniska pumpar är de välkända vipparmarna som ses i oljebrunnar på land.

På ytan svänger vippan fram och tillbaka. Den är ansluten till en kedja av stavar som kallas sugerstavar, som sjunker ner i brunnen.

Suckerstängerna är anslutna till suger rod pumpen, som är installerad som en del av rören nära botten av brunnen.

När vippan oscillerar fungerar detta stångkedjan, sugstången och sugstångspumpen och fungerar på liknande sätt som kolvar i en cylinder.

Suckerstångspumpen lyfter oljan från botten av brunnen till ytan. Generellt drivs pumpenheterna elektroniskt eller med hjälp av en bensinmotor, kallad en huvudmotor.

För att pumpsystemet ska fungera korrekt används en hastighetsreducerare för att säkerställa att pumpenheten rör sig stadigt.

Hydrauliskt pumpsystem

Detta pumpsystem applicerar en hydraulpump från botten av brunnen, istället för sugerstavar, för att föra oljan till ytan. Produktionen tvingas mot kolvarna, vilket gör att trycket och kolvarna lyfter vätskorna till ytan.

I likhet med fysiken som används på vattenhjulen som driver antika kvarnar, används naturlig energi i borrhålet för att få produktion till ytan.

Hydrauliska pumpar består vanligtvis av två kolvar, en ovanpå den andra, ansluten med en stång som rör sig upp och ner i pumpen.

Både ythydrauliska pumpar och underjordiska hydraulpumpar drivs med ren olja, som tidigare har utvunnits från brunnen.

Pumpen på ytan skickar den rena oljan genom rören till den hydraulpump som är installerad under jord vid den nedre delen av rörkedjan. Behållarvätskorna skickas till ytan av en andra parallella rörkedja.

Elektriskt nedsänkbart pumpsystem

Elektriska nedsänkbara pumpsystem utnyttjar en centrifugalpump under behållarvätskans nivå. Ansluten till en lång elmotor består pumpen av flera impeller, eller blad som förflyttar vätskorna i brunnen.

Hela systemet är installerat i rörkedjans botten. En elektrisk kabel löper brunnens längd och ansluter pumpen till en källa för el på ytan.

Den elektriska nedsänkbara pumpen tillämpar konstgjord produktion genom att rotera impellerna på pumpaxeln, som utövar tryck på de omgivande vätskorna och tvingar dem att stiga till ytan.

Elektriska nedsänkbara pumpar är massproducenter och kan lyfta mer än 25 000 fat vätskor per dag.

Gaslyssystem

Som ett växande konstgjordt produktionssystem injicerar gaslyft komprimerad gas i brunnen för att återställa trycket och därigenom få den att producera. Även när en brunn rinner utan konstgjord hiss använder den ofta en naturlig form av gaslyft.

Den injicerade gasen, huvudsakligen kväve, reducerar trycket i botten av brunnen genom att minska viskositeten hos vätskorna i brunnen. Detta i sin tur gör att vätskor flyter lättare till ytan. Vanligtvis är gasen som injiceras samma återvunna gas som produceras i oljebrunnen.

Även om det har väldigt få enheter på ytan är detta system det bästa valet för applikationer offshore. Nerhål, insprutas komprimerad gas i rörringen och kommer in i brunnen genom flera åtkomstpunkter, kallade gaslyftventiler.

När gas kommer in i röret i dessa olika steg, bildar den bubblor, avlastar vätskor och minskar trycket.

Val av ett konstgjordt produktionssystem

För att få maximal utvecklingspotential från olja eller gasbrunnar måste det mest effektiva konstgjorda produktionssystemet väljas. Kriterierna som används historiskt för att välja det konstgjorda systemet för en viss brunn varierar mycket inom branschen:

- Operatörsupplevelse.

- Vilka konstgjorda system är tillgängliga för installationer i vissa delar av världen.

- Det konstgjorda systemet som arbetar i angränsande eller liknande brunnar.

- Bestäm vilka system som ska implementeras med önskad hastighet och från önskat djup.

- Utvärdera listor över fördelar och nackdelar.

- Expert-system för att kassera och välja system.

- Utvärdering av startkostnader, driftskostnader, produktionskapacitet etc. med användning av ekonomi som ett urvalsverktyg, generellt på basis av nuvärdet.

I de flesta fall fungerar det konstgjorda produktionssystemet som bäst har fungerat inom liknande områden som urvalskriterium. Dessutom kan den tillgängliga utrustningen och tjänsterna enkelt bestämma vilket artificiellt produktionssystem som ska tillämpas.

Men när en del av scenariot skulle kräva betydande kostnader för att upprätthålla höga produktionshastigheter i brunnarna, är det skonsamt att ta hänsyn till de flesta av de tillgängliga utvärderings- och urvalsmetoderna.

referenser

1. Rigzone (2019). Hur fungerar konstgjord lyft? Hämtad från: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Grunder för konstgjorda produktionssystem. Hämtad från: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Konstgjord lyft. Hämtad från: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Konstgjord lyft. Hämtad från: petrowiki.org.
5. Wikipedia, gratis encyklopedi (2019). Konstgjord lyft. Hämtad från: en.wikipedia.org.