Эксплуатация нефтяных и газовых скважин.
Все известные способы эксплуатации скважин подразделяются на следующие группы:
1) фонтанный, когда нефть извлекается из скважин самоизливом;
2) с помощью энергии сжатого газа, вводимого в скважину извне;
3) насосный—извлечение нефти с помощью насосов различных типов.
Фонтанный способ применяется если пластовое давление велико. В этом случае нефть фонтанирует, поднимаясь на поверхность по насосно-компрессорным трубам за счет пластовой энергии. Условием фонтанирования является превышение пластового давления над гидростатическим давлением столба жидкости, заполняющей скважину.
Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин применяется на начальном этапе разработки месторождений. Все газовые скважины эксплуатируются фонтанным способом. Газ поступает на поверхность за счет пластового давления.
Компрессорным называется способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором подъем жидкости из пласта на поверхность осущест- вляется сжатым газом, нагнетаемым в колонну подъемных труб. Внутреннюю , по ко- торой смесь извлекается наверх, называют подъемной, а наружную , по затрубному пространству между которой и трубой в скважину под дав- лением подается газ,—воздушной. Подъемная труба короче воздушной.
В зависимости от того, какой газ под давлением закачивается в скважину, различают два способа компрессорной добычи нефти: газлифт (рабочий агент — природный газ) и эрлифт (рабочий агент — воздух). Применение эрлифта менее распространено, т. к. при контакте с воздухом нефть окисляется. Для закачки газа в скважину сооружают специальные газлифтные компрессорные станции. Достоинствами компрессорного способа эксплуатации нефтяных скважин являются: • отсутствие подвижных и быстроизнашивающихся деталей (что позволяет эксплуатировать скважины с высоким содержанием песка); • доступность оборудования для обслуживания и ремонта (поскольку все оно размещается на поверхности земли); • простота регулирования дебита скважин. Однако у способа имеются и недостатки: • высокие капитальные вложения в строительство мощных компрессорных станций и разветвленной сети газопроводов; • низкий КПД газлифтного подъемника и системы «компрессор- скважина».
Для уменьшения капиталовложений там, где возможно, в нефтяную скважину подают под давлением без дополнительной компрессии газ из газовых пластов. Такой способ называют бескомпрессорным лифтом.
При насосном способе эксплуатации подъем нефти из скважин на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами. Штанговый насос представляет собой плунжерный насос специальной конструкции, привод которого осуществляется с поверхности по- средством штанги. Работает насос следующим образом. При ходе плунжера вверх верхний клапан закрыт, так как на него действует давление вышележащего столба жидкости и плунжер работает как поршень, выталкивая нефть на поверхность. В это же время открывается приемный клапан и жидкость поступает в цилиндр насоса. При ходе плунжера вниз нижний клапан закрывается, а верхний открывается, и через полый плунжер жидкость вы- давливается из цилиндра насоса в насосные трубы . При непрерывной работе насоса в результате подкачки жидкости уровень последней в насосных трубах поднимается до устья, и она посту- пает в выкидную линию через тройник . В настоящее время более 2/3 действующего фонда скважин в мире эксплуатируется с помощью штанговых насосов. Недостатками штанговых насосов являются громоздкость, возмож- ность обрыва штанг, ограниченность применения в наклонных и сильно- обводненных скважинах, недостаточно высокая подача, небольшие (до 2 км) глубины эксплуатации. В связи с этим в последние годы при эксплуатации нефтяных сква- жин все шире применяются бесштанговые насосы (погружные электро- центробежные насосы, винтовые насосы и др.). Принцип действия установки следующий. Электрический ток из промысловой сети через автотрансформатор и станцию управления по бронированному кабелю поступает к электродвигателю . Вращая вал насоса , электродвигатель приводит его в действие. Всасываемая насо- сом нефть проходит через фильтр (на схеме не показан) и нагнетается по подъемным трубам на поверхность. Чтобы нефть при остановке агре- гата не сливалась из подъемных труб в скважину, в трубах над насосом смонтирован обратный клапан .