KUNSTIGE PRODUKTIONSSYSTEMER: METODER OG VALG - VIDENSKAB - 2025

De kunstige produktionssystemer er processer, der bruges i oliebrønde til at øge trykket inden i reservoiret og således tilskynde til, at olien stiger til overfladen.

Når den naturlige impulsenergi i reservoiret ikke er stærk nok til at skubbe olien til overfladen, bruges et kunstigt system til at få mere materiale.

Kilde: pixabay.com

Mens nogle brønde indeholder nok tryk til, at olien kan stige til overfladen uden stimulering, gør de fleste det ikke, hvilket kræver et kunstigt system.

Af de cirka 1 million olie- og gasbrønde, der er produceret i verden, flyder kun 5% naturligt, hvilket gør næsten hele verdens olie- og gasproduktion afhængig af effektiv drift af kunstige produktionssystemer.

Selv for de brønde, der oprindeligt har en naturlig strøm til overfladen, udtømmes dette tryk over tid. For dem er brug af et kunstigt system også nødvendigt.

Metoder

Selvom der er flere metoder til at opnå kunstig produktion, er de to hovedtyper af kunstige systemer pumpesystemer og gasløftesystemer.

F.eks. Bruger USA i USA 82% af brøndene mekaniske vippere, 10% bruger gasløft, 4% bruger elektriske nedsænkbare pumper og 2% bruger hydrauliske pumper.

Pumpesystemer

Mekanisk pumpesystem

Dette system bruger udstyr på overfladen og under det for at øge trykket og skubbe kulbrinter mod jorden. Mekaniske pumper er de velkendte vippearme, der ses i oliebrønde på land.

På overfladen svinger vipperen frem og tilbage. Det er forbundet med en kæde af stænger kaldet sugerstænger, som synker ned i brønden.

Sugerstængerne er forbundet med sugerstangspumpen, som er installeret som en del af rørene nær bunden af ​​brønden.

Når vipperen svinger, betjener dette stangkæden, sugerstangen og sugerstangspumpen og fungerer på lignende måde som stempler i en cylinder.

Suckerstangspumpen løfter olien fra bunden af ​​brønden til overfladen. Generelt drives pumpeenhederne elektronisk eller ved hjælp af en benzinmotor, kaldet en prime mover.

For at pumpesystemet skal fungere korrekt, anvendes en hastighedsreduktion for at sikre, at pumpeenheden bevæger sig jævnt.

Hydraulisk pumpesystem

Dette pumpesystem anvender en hydraulisk pumpe fra bunden af ​​brønden i stedet for sugestænger for at bringe olien til overfladen. Produktionen tvinges mod stemplerne, hvilket får trykket og stemplerne til at løfte væskerne til overfladen.

I lighed med den fysik, der anvendes på vandhjulene, der driver gamle møller, bruges naturlig energi i borehullet til at bringe produktionen til overfladen.

Hydrauliske pumper består generelt af to stempler, den ene oven på den anden, forbundet med en stang, der bevæger sig op og ned i pumpen.

Både overfladehydrauliske pumper og underjordiske hydrauliske pumper drives af ren olie, der tidligere er udtrukket fra brønden.

Pumpen på overfladen sender den rene olie gennem rørene til den hydrauliske pumpe, der er installeret under jorden i den nederste del af rørkæden. Reservoirvæskerne sendes til overfladen med en anden parallel rørkæde.

Elektrisk nedsænket pumpesystem

Elektriske nedsænkbare pumpesystemer anvender en centrifugalpumpe under niveauet for reservoirvæskerne. Tilsluttet en lang elektrisk motor består pumpen af ​​flere løbeblade eller knive, der bevæger væskerne i brønden.

Hele systemet installeres i bunden af ​​rørkæden. Et elektrisk kabel løber brøndens længde og forbinder pumpen med en strømkilde på overfladen.

Den elektriske nedsænkbare pumpe anvender kunstig produktion ved at rotere skovlhjulene på pumpeakslen, som udøver tryk på de omgivende væsker og tvinger dem til at stige til overfladen.

Elektriske nedsænkbare pumper er masseproducenter og kan løfte mere end 25.000 tønder væsker pr. Dag.

Gashejseanlæg

Som et voksende kunstigt produktionssystem indsprøjter gasløfter komprimeret gas i brønden for at genoprette tryk og derved få den til at producere. Selv når en brønd flyder uden kunstig løft, bruger den ofte en naturlig form for gasløft.

Den injicerede gas, hovedsageligt nitrogen, reducerer trykket i bunden af ​​brønden ved at reducere viskositeten af ​​væskerne i brønden. Dette til gengæld får væsker til at flyde lettere til overfladen. Typisk er den gas, der indsprøjtes, den samme genanvendte gas, der produceres i oliebrønden.

Selvom det har meget få enheder på overfladen, er dette system det optimale valg til anvendelse offshore. I borehullet indsprøjtes komprimeret gas i rørringen, ind i brønden gennem adskillige adgangspunkter, kaldet gasløfteventiler.

Når gas kommer ind i røret i disse forskellige trin, danner det bobler, aflaster væsker og formindsker trykket.

Valg af et kunstigt produktionssystem

For at opnå det maksimale udviklingspotentiale fra enhver olie- eller gasbrønd skal det mest effektive kunstige produktionssystem vælges. Kriterierne, der er anvendt historisk til at vælge det kunstige system til en bestemt brønd, varierer meget inden for branchen:

- Operatøroplevelse.

- Hvilke kunstige systemer er tilgængelige til installationer i visse områder af verden.

- Det kunstige system, der fungerer i de sammenhængende eller lignende brønde.

- Bestem, hvilke systemer der skal implementeres med den ønskede hastighed og fra de krævede dybder.

- Evaluer lister over fordele og ulemper.

- Ekspert-systemer til at kassere og vælge systemer.

- Evaluering af startomkostninger, driftsomkostninger, produktionskapacitet osv. med brug af økonomi som et udvælgelsesværktøj, generelt på baggrund af nutidsværdien.

I de fleste tilfælde fungerer det kunstige produktionssystem, der har fungeret bedst inden for lignende felter, som udvælgelseskriteriet. Derudover kan det tilgængelige udstyr og tjenester let bestemme, hvilket kunstigt produktionssystem, der skal anvendes.

Når en del af scenariet imidlertid kræver betydelige omkostninger for at opretholde høje produktionshastigheder i brøndene, er det forsigtigt at overveje de fleste af de tilgængelige evaluerings- og udvælgelsesmetoder.

Referencer

1. Rigzone (2019). Hvordan fungerer kunstig lift? Taget fra: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Grundlæggende elementer i kunstige produktionssystemer. Taget fra: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Kunstig løft. Taget fra: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Kunstig løft. Taget fra: petrowiki.org.
5. Wikipedia, gratis encyklopædi (2019). Kunstig løft. Taget fra: en.wikipedia.org.