Способи підйому пластового флюїду

При підйомі пластового флюїду з вибою свердловини до її устья беруть участь чотири види енергії:

1. Потенціальна енергія свердловинної рідини (визначається величиною пластового тиску).

2. Енергія розчиненого в рідині газу (діє при зниженні тиску в свердловині нижче тиску насичення).

3. Штучно введена в пласт енергія (за рахунок роботи системи підтримання пластового тиску).

4. Штучно введена в свердловину енергія (газ, який закачується в свердловину при газліфтній експлуатації чи работі глибинного насоса).

Рис. 11.1 Види енергії, які використовуються при підйомі з вибою свердловини пластового флюїду

Вибір способу експлуатації нафтових свердловин залежить від величини пластового тиску і глибини залягання пласта. Використовуючи ті чи інші види енергії, на сьогодні відомі такі способи експлуатації свердловин:

1. Фонтанний, коли нафта піднімається з свердловин самовиливом;

2. За допомогою енергії стиснутого газу, що вводиться в свердловину ззовні;

3. Викачування нафти за допомогою насосів різних типів.

Фонтанний спосіб застосовується при великих пластових тисках. У цьому випадку нафта фонтанує, піднімаючись на поверхню по насосно-компресорних трубах за рахунок пластової енергії. Умовою фонтанування є перевищення пластового тиску над гідростатичним тиском стовпа рідини, що заповнює свердловину. Фонтанний спосіб експлуатації нафтових свердловин застосовується на початковому етапі розробки родовищ.

Рис. 11.2 Схема фонтанного способу експлуатації нафти

1-лубрикатор; 2-лубрикаторна засувка; 3-штуцер; 4 - фонтанна ялинка; 5-затрубні засувки; 6 - НКТ; 7 – хрестовина; 8-клапан-відсікач; 9-пакер; 10-воронка.

Всі газовісвердловини експлуатуються фонтанні способом. Газ надходить на поверхню за рахунок пластового тиску.

Компресорним називається спосіб експлуатації нафтових свердловин, при якому підйом рідини з пласта на поверхню здійснюється стисненим газом, нагнітається в колону підйомних труб. Залежно від того, який газ під тиском закачується в свердловину, розрізняють два способи компресорної видобутку нафти:

газліфт (робочий агент – природний газ);

ерліфт (робочий агент – повітря).

Застосування ерліфта менш поширене, так як при контакті з повітрям нафта окислюється.

Для закачування газу в свердловину споруджують спеціальні газліфтної компресорні станції.

При насосному способі експлуатації підйом нафти зі свердловин на поверхню здійснюється штанговими і безштангової насосами. Штанговий насос являє собою плунжерний насос спеціальної конструкції, привід якого здійснюється з поверхні за допомогою штанги (рис. 11.3).

В даний час більше 2/3 діючого фонду свердловин в світі експлуатується за допомогою штангових насосів.

1-всмоктуючий клапан; 2-нагнітальний клапан; 3-штанга; 4-трійник; 5-гирлової сальник; 6-балансир верстата-качалки; 7-кривошипно-шатунний механізм; 8-електродвигун; 9-головка балансира; 10-насосні труби

Рис. 11.3. Схема видобутку нафти за допомогою штангового насоса

В останні роки при експлуатації нафтових свердловин застосовуються глибинні безштангові насоси (електро-відцентрові, гвинтові та ін.).

Гвинтовий насос – це насос об'ємної дії, подача якого прямо пропорційна частоті обертання спеціального гвинта (або гвинтів). Для насосної експлуатації свердловин використовуються також діафрагменні, гідропоршньові і струменеві насоси.

Нафтові, газові та газоконденсатні свердловини оснащені спеціальним підземним та наземним обладнанням. До підземного належить обладнання вибою та обладнання стовбура свердловини, а до наземного – обладнання устя свердловини.

Верстати-гойдалки випускаються в двох виконаннях: СК і СКД. У шифрі їх типорозміру вказуються найважливіші характеристики приводу насоса. Наприклад, позначення СК3-1,2-630 означає: СК - варіант виконання; 3 - вантажопідйомність у тоннах; 1,2 - максимальна довжина ходу головки балансира в метрах; 630 – найбільший крутний момент на валу редуктора в Н.