فرازآوری مصنوعی (Artificial Lift)

29 خواندن ثانیه
0
3,869

تعریف فرازآوری مصنوعی

? فرازآوری مصنوعی روشی برای افزایش طول عمر تولید چاه می باشد و به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت، فشار حداقل لازم در ته چاه جهت تولید را کاهش داده و بدین وسیله موجب افزایش میزان برداشت از مخزن گردد.
? انتخاب صحیح روش فرازآوری مصنوعی برای بهره دهی بلند مدت اغلب چاه های تزریقی از اهمیت شایانی برخوردار است و انتخاب نامناسب می تواند منجر به کاهش تولید و افزایش هزینه های عملیاتی گردد.
? انتخاب روش صحیح فرازآوری مصنوعی بر اساس پارامترهای مؤثر در تولید، با توجه به شرایط مخزن، محدودیت های چاه ها، خواص سیال تولید و شرایط عملیاتی می بایست انجام پذیرد.

روش های فرازآوری مصنوعی

? روش های فرازآوری مصنوعی به پنج روش انجام پذیر می باشد:

۱) پمپ هیدرولیکی (Hydraulic Pump (HP

۲) پمپ خلاء پیشرو (Progressing Cavity Pump (PCP

۳) پمپ میله ای مکشی (Suction Rod Pump (SRP

۴) پمپ الکتریکی شناور (Electric Submersible Pump (ESP

۵) فرازآوری با گاز Gas Lift

❗موارد ۱ تا ۴ روش های پمپ درون چاهی می باشد .

 

 

روش پمپ هیدرولیکی(HP)

?اساس کار این نوع پمپ ها، ایجاد پدیده ونچوری در ته چاه بوسیله نازل درون پمپ می باشد.
?نحوه کار این پمپ ها به این صورت است که سیال نیرو دهنده با فشار بالا از طریق لوله مغزی به درون چاه پمپ شده و در نازل پمپ افزایش شدید سرعت سیال یک خلا نسبی در ته چاه بوجود می آورد (پدیده ونچوری) که باعث کشیدن سیال درون مخزن به درون پمپ و مخلوط شدن با سیال نیرودهنده و رسیدن این مخلوط به سطح می شود.
?مزایای روش پمپ هیدرولیکی به صورت زیر می باشد ؛
➕امکان استفاده از آب یا نفت تولیدی چاه های دیگر به عنوان سیال تزریقی (سیال نیرودهنده)
➕امکان کاربرد در چاه های انحرافی و اعماق بالا
➕امکان تزریق مواد ضد خوردگی به همراه سیال نیرودهنده
➕امکان بازیابی هیدرولیکی پمپ بدون نیاز به وایرلاین
?محدودیت های روش پمپ هیدرولیکی به صورت زیر می باشد ؛
➖بازده انرژی پایین جهت پمپ(۲۰%-۳۰%)
➖نیاز به فضای زیاد برای تجهیزات سطحی
➖عدم سازگاری با سیال حاوی ذرات شن و جامدات
➖محدودیت در فشار ته چاهی خیلی پایین
➖عدم امکان تجهیز به حسگر درون چاهی
➖عدم امکان تجهیز رشته تکمیلی به شیر ایمنی زیرسطحی SSSV

 

روش پمپ خلاء پیشرو (PCP)

? پربازده ترین روش فرازآوری مصنوعی می باشد که در ابتدا برای تولید نفت های مملو از ماسه استفاده می شد اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی محدوده کارکرد آن به نفت های سبکتر هم توسعه یافته است.
?در این روش یک میله مارپیچ (روتور) بصورت نا هم مرکز درون یک محفظه مارپیچ لاستیکی (استاتور) قرار گرفته و از طریق میله های باریک به موتور الکتریکی سطحی متصل می شود. با روشن شدن موتور روتور درون استاتور بدوران در آمده و با ایجاد خلاء نسبی در محفظه های بسته مابین روتور و استاتور و انتقال انرژی جنبشی به سیال، با افزایش انرژی فشاری سیال، باعث تولید سیال چاه می شود.
?مزایای روش پمپ خلاء پیشرو به صورت زیر می باشد ؛
➕بهترین روش برای فرازآوری برای نفت فوق سنگین و غلیظ
➕بیشترین بازده انرژی نسبت به روش های دیگر فرازآوری مصنوعی
➕سازگاری با شن، جامدات و گاز همراه
➕تجهیزات سطحی کم
➕امکان استفاده بر روی سکوهای دریایی
?محدودیت های روش پمپ خلاء پیشرو به صورت زیر می باشد ؛
➖محدودیت عمق و دبی تولیدی عملیاتی
➖عدم سازگاری الاستومر با نفت سبک (بیشتر از API 35) و حاوی ترکیبات آروماتیک، Co2 و H2S
➖عدم امکان تجهیز رشته تکمیلی به شیر ایمنی زیرسطحی SSSV
➖عدم امکان دسترسی به ستون چاه پس از نصب پمپ
➖عدم امکان دسترسی به ستون چاه بدلیل وجود میله در لوله مغزی
➖لزوم تجهیز چاه به فوران گیر اتوماتیک جهت جلوگیری از فوران چاه در صورت نشت Stuffing Box

 

روش پمپ میله ای مکشی (SRP)

?قدیمی ترین روش فرازآوری مصنوعی در دنیا می باشد که به دلیل سادگی و عمر کارکرد بالا به یکی از مناسب ترین گزینه ها برای تولید از چاه های با پتانسیل تولید پایین و اعماق کم تبدیل شده است.
?در این روش تاسیسات سطحی انرژی مکانیکی رفت و برگشتی تولید نموده و از طریق میله های متصل به پیستون درون چاه، انرژی جنبشی و پتانسیل سیال بالای پیستون را افزایش داده و باعث رسیدن سیال ستون چاه به سطح می گردد.
?مزایای روش پمپ میله ای مکشی به صورت زیر می باشد ؛
➕سادگی و راحتی نصب و خارج سازی
➕طول عمر بالای پمپ و تجهیزات
➕بازده انرژی بالا برای اعماق و دبی تولیدی کم
➕امکان تولید از چاه های با دمای بالا
➕هزینه تعمیر و نگهداری پایین
➕هزینه سرمایه ای کمتر نسبت به روش های دیگر فرازآوری
?محدودیت های روش پمپ میله ای مکشی به صورت زیر می باشد ؛
➖محدودیت عمق نصب و سرعت کارکرد پمپ (دبی تولیدی)
➖عدم امکان تجهیز رشته تکمیلی به شیر ایمنی زیرسطحی SSSV
➖محدودیت در چاه های با تولید شن و یا نفت غلیظ
➖عدم امکان دسترسی به ستون چاه بدلیل وجود میله در لوله مغزی
➖عدم امکان نصب حسگر درون چاهی
➖عدم امکان بکارگیری برای چاه های دریایی
➖کاهش بازده حجمی (دبی تولیدی) پمپ با ورود گاز به پمپ
➖عدم امکان تجهیز به تفکیک گر سانتریفیوژ
➖لزوم تجهیز چاه به فوران گیر اتوماتیک جهت جلوگیری از فوران چاه در صورت نشت Stuffing Box

 

روش پمپ الکتریکی شناور (ESP)

? در این روش یک پمپ گریز از مرکز چندین مرحله ای به همراه موتور الکتریکی، محافظ، کابل و تجهیزات دیگر به انتهای رشته تکمیلی بسته شده و درون چاه رانده می شود.
?با روشن شدن موتور الکتریکی شافت موتور که به محافظ و پمپ متصل است به دوران درآمده و انرژی جنبشی تولید می کند. پمپ این انرژی جنبشی را به انرژی پتانسیل سیال تولیدی تبدیل کرده و باعث افزایش فشار نفت به میزان لازم برای رسیدن به سطح می گردد. با افزایش تعداد مراحل پمپ میزان فشارافزایی پمپ و با افزایش قطر و سرعت دوران پمپ دبی تولیدی پمپ افزایش می یابد.
? مزایای روش پمپ الکتریکی شناور به صورت زیر می باشد ؛
➕کارایی برای محدوده وسیعی از اعماق نصب و دبی تولیدی
➕ ایجاد امکان دسترسی به ستون چاه بدون خارج سازی پمپ با بکارگیری Y-Tools
➕تجهیزات سطحی کم
➕ بازده بالا
➕عدم تاثیر عمق نصب بر توان مصرفی، دبی و بازده پمپ
➕امکان افزایش فشار ستون چاه به هر میزان با افزایش تعداد مراحل پمپ
➕بسیار مناسب برای فرازآوری چاه های دریایی و چاه های با برش آب بالا
➕امکان تجهیز به تفکیک گر گاز درون چاهی سانتریفیوژ با بازده تفکیک بسیار بالا
➕امکان تجهیز به شیر ایمنی زیرسطحی. SSSV
➕ امکان تجهیز به حسگر درون چاه و اندازه‌گیری و پایش پارامترهای تولیدی
➕ قابلیت کاربردی در چاه های انحرافی تا ۸۰ درجه
? محدودیت های روش پمپ الکتریکی شناور به صورت زیر می باشد ؛
➖ پیچیدگی عملکرد پمپ و لزوم مونیتورینگ، پایش و کنترل مداوم عملکرد سیستم جهت جلوگیری از خرابی زود هنگام موتور، کابل و پمپ
➖ تضعیف عملکرد پمپ در صورت ورود گاز اضافی به پمپ
➖ لزوم وجود برق پایدار در محل چاه (شبکه برق یا ژنراتور)
➖ محدودیت در چاه های با تولید شن و یا نفت غلیظ
➖ طول عمر موتور و کابل بدلیل نصب درون چاه (حداکثر ۲ سال)
➖ تعداد محدود خاموش و روشن کردن پمپ قبل از سوختن موتور
➖ عدم صرفه جویی اقتصادی برای فرازآوری چاه های با ظرفیت تولید کمتر از ۵۰۰ بشکه در روز نسبت به پمپ های میله ای مکشی

 

روش فرازآوری با گاز (Gas Lift)

?در این روش گاز پرفشار از مسیر دالیز در ستون چاه تزریق شده و از محل اولین شیرهای فرازآوری وارد لوله مغزی شده و ستون سیال را سبک می نماید. با افزایش فشار تزریق و کاهش فشار ستون سیال درون لوله مغزی، عمق تزریق افزایش یافته و مرحله به مرحله ستون چاه سبکتر می شود تا جایی که با رسیدن گاز تزریقی به عمیق ترین شیر، شیرهای بالایی همگی بسته شده و تزریق تنها از شیر انتهایی صورت می گیرد. به محض اینکه فشار هیدرواستاتیک ستون سیال در ته چاه از فشار مخزن کمتر شود نفت از مخزن به چاه جریان یافته و با گاز تزریقی مخلوط شده و به سطح می رسد.
?مزایای روش فرازآوری با گاز به صورت زیر می باشد :
➕ کارایی برای محدوده وسیعی از اعماق نصب و دبی تولیدی
➕ سادگی تکمیل چاه
➕ سازگاری با تولید شن
➕ امکان تعمیر و تعویض و یا تغییر عمق شیرهای فرازآوری با گاز
➕ مقرون به صرفه ترین روش فرازآوری در صورت دسترسی به گاز پرفشار
➕ عمر بالای تجهیزات نسبت به روش های دیگر
➕ هزینه های جریانی کمتر نسبت به سایر روش ها
➕امکان دسترسی به ستون چاه در حین تولید
➕ قابلیت کاربرد در چاه های انحرافی
? محدودیت های روش فرازآوری با گاز به صورت زیر می باشد؛
➖ لزوم وجود منبع گاز مناسب
➖ عدم صرفه اقتصادی برای تعداد کم چاه به علت هزینه بالای کمپرسور
➖ نیاز به فضای زیاد برای تجهیزات سطح الارضی
➖ احتمال تشکیل هیدرات
➖ لزوم نزدیک بودن چاه ها به یکدیگر
➖ محدودیت برای نفت حاوی ترکیبات آسفالتینی
➖ بازده انرژی پایین
➖ نیاز توسعه خط لوله انتقال گاز به محل چاه ها

 

محدودیت های روش های فرازآوری مصنوعی

? روش های فرازآوری مصنوعی، هرکدام دارای محدودیت هایی می باشند. در تصویر زیر محدوده استفاده هریک از روش های فرازآوری مصنوعی را مشاهده می‌کنید.

بارگذاری توسط pedram nouri
بارگذاری در بهره‌برداری و فرآیند

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *