17.3 Компресорний спосіб експлуатації свердловин. Обмежений і необмежений відбір флюїду.

Компресорний спосіб застосовують головним чином для видобування нафти з великим вмістом піс­ку, а також при експлуатації викривлених свердловин. По мірі зниження величини пластової енергії, дебіт фонтанних свердловин зменшується. Фонтанування припиняється. Воно може бути відновлене подачею до башмака спущених в свердловину НКТ стиснутого повітря або газу. Так як стиснуте повітря або газ отримують використовуючи компресори, то спосіб штучного фонтанування з використанням цих агентів називають компресорним.

При компресорній експлуатації газ або повітря подають до башмака НКТ. Підйом нафти, який виконується за допомогою закачки газу називається газліфтом

Логическим продолжением фонтанной эксплуатации является газлифтная эксплуатация, при которой недостающее количество газа для подъема жидкости закачивают в скважину с поверхности. Газ в нефтяную скважину можно подать под давлением без его дополнительной компрессии из газовых пластов. Такой способ называют бескомпрессорным. Газлифт характеризуется высокой технико-экономической эффективностью, отсутствием в скважинах механизмов и трущихся деталей, простотой обслуживания скважин и регулирования работы.

В скважину опускают два ряда насосных труб. По затрубному пространству между наружной и внутренней трубами подают под давлением газ или воздух. Наружную трубу называют воздушной. Внутреннюю трубу, по которой нефть в смеси с газом или воздухом поднимается на поверхность, называют подъемной. Подъемная труба имеет меньшую длину по сравнению с воздушной. До закачки газа жидкость в подъемной и воздушной трубах находится на одном уровне. Этот уровень называют статическим. В этом случае давление жидкости на забое соответствует пластовому давлению.

По воздушной трубе (затрубному пространству) в скважину под давлением этого газа жидкость полностью вытесняется в подъемную трубу, после этого газ проникает в подъемную трубу и перемешивается с жидкостью. Плотность газированной жидкости уменьшается и по мере ее насыщения газом достигается разность в плотности газированной и негазированной жидкостей.

Вследствие этого более плотная (негазированная) жидкость будет вытеснять из подъемной трубы газированную жидкость. Если газ подавать в скважину непрерывно, то газированная жидкость будет подниматься и выходить из скважины в систему сбора. При этом в затрубном пространстве подъемной трубы устанавливается новый уровень жидкости, называемый динамической высотой или динамическим уровнем.

Применяют газлифты однорядные и двухрядные.

В однорядном в скважину опускают только одну колонну труб, по которой газожидкостная смесь поднимается из скважины на поверхность. В двухрядном подъемнике в скважину опускают две насосные колонны труб. По затрубному пространству этих колонн с поверхности подают газ, а по внутренней колонне труб на поверхность поднимается газожидкостная смесь.

Однорядный подъемник менее металлоемок, но в нем нет достаточных условий для выноса песка с забоя скважины. Поэтому однорядный подъемник применяется на скважинах, эксплуатируемых без воды и выноса песка. В двухрядном подъемнике вынос газожидкостной смеси происходит  по внутренней трубе меньшего диаметра. За счет этого возрастают скорости подъемника газожидкостной смеси и улучшаются условия для выноса из скважины воды и песка. Кроме того, двухрядный подъемник работает с меньшей пульсацией рабочего давления и струи жидкости, а это, в свою очередь, снижает расход рабочего агента — газа.

Поэтому, несмотря на увеличение металлоемкости, двухрядные подъемники применяют на сильно обводненных скважинах при наличии на забое большого количества песка. С целью снижения металлоемкости применяют так называемую полуторарядную конструкцию, когда высший ряд труб заканчивают трубами меньшего диаметра, называемых хвостовиком.

Достоинства газлифтного метода:

ü      отсутствие подвижных и быстроизнашивающихся деталей (что позволяет эксплуатировать скважины с высоким содержанием песка);

 

ü      расположение технологического оборудования на поверхности (облегчает его наблюдение, ремонт);

 

ü      обеспечение возможности отбора из скважин больших объемов жидкости (до 1800 ÷ 1900 м³/сут);

ü      возможность эксплуатации нефтяных скважин при сильном обводнении и простота регулирования дебита скважин.

Недостатки газлифтного метода:

¨       большие капитальные затраты;

¨       низкий КПД;

¨       повышенный расход НКТ, особенно при  применении двухрядных подъемников

За норму відбору приймають дебіт, який може бути забезпечений продуктивною характеристикою пласта за умови раціонального використання пластової енергії впродовж тривалої безаварійної роботи свердловини. Свердловини у цьому відношенні поділяються на дві групи: з обмеженим відбором та з необмеженим відбором флюїду.

Для свердловин з необмеженим відбором норма відбору все ж лімітується найбільш можливим (потенціальним) дебітом з пласта або технічними можливостями видобувного устаткування.

Основними умовами експлуатації, які не призводять до обмеження відбору є такі, що в об`ємі пласта, який дренується свердловиною, не виділяється вільний газ. Це надійно забезпечується при певному перевищенні вибійного тиску над тиском насичення, тому:

• спуск свердловинного обладнання можливий на необхідну глибину, у тому числі в похило спрямованих свердловинах з великими кутами кривизни;

• в покладі не формуються конуси води і газу;

• можливе використання видобувного устаткування, розрахованого на дебіти, більші, ніж робочі для даної свердловини;

• характеристики енергетичного обладнання прийнятні для підйому наявної кількості продукції свердловин (наприклад, граничний тиск компресора і величина його подачі під час компресорної експлуатації);

• режим експлуатації і робочі градієнти тиску не призводять до перевищення механічної міцності колектора та його руйнування;

• немає зім`яття та інших деформацій обсадної колони;

• достатній ресурс робочого агента {наприклад, газу при компресорній експлуатації) та інші.

Білет 18