Gasliftverfahren zur Ölförderung: Beschreibung und Eigenschaften

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Die Gruppe der Lufttransportmethoden zur Kohlenwasserstoffförderung in Öl- und Gasfeldern wird seit langem von der heimischen Industrie als Alternative zur Entwicklung von Fließbrunnen eingesetzt. Diese Technologie bietet unter bestimmten Einsatzbedingungen erhebliche wirtschaftliche und technische Vorteile, erfordert aber auch den Anschluss zusätzlicher Ressourcen. Die optimale Lösung ist in den meisten Fällen das Gasliftverfahren der Ölförderung, bei dem ein Gasgemisch als aktives Hebemedium verwendet wird. Eine solche Lösung rechtfertigt sich durch hohe Performance, stellt aber auch zusätzliche organisatorische Anforderungen an die Sicherheit. Aus diesem Grund wird die Methode hauptsächlich von großen Organisationen mit ausreichender Ressourcenbasis verwendet.

Allgemeine Eigenschaften des Gasliftverfahrens zur Ölförderung

Die Prinzipien der Luftbrücke, d. h. der Technologie zum Anheben der Brunnenressourcen einer unterirdischen Lagerstätte, wurden erstmals Ende des 18. Jahrhunderts angewendet. Die Entstehung der Idee dieser Methode war auf die rasante Entwicklung der Bergbautechnologien zurückzuführen, aber ihre volle Nutzung war lange Zeit durch das Fehlen einer ausreichend entwickelten Kompressorausrüstung begrenzt. Der Autor der Gasliftmethode zur Ölförderung ist der deutsche Ingenieur Karl Loscher, der ein allgemeines Schema zur Gewinnung von Ressourcen unter Verwendung der Energie von Luftgemischen vorschlug. In der Zukunft wurde die Technik immer wieder optimiert, modernisiert und in bestimmten Betriebsaspekten verbessert. Die praktische Nutzung einer Luftbrücke im industriellen Maßstab mit der Schaffung theoretischer Grundlagen für ihre technische Umsetzung begann erst im 20. Jahrhundert. Die ersten Erfahrungen mit dem Einsatz von Gasliften in Ölfeldern gehen auf das Jahr 1985 zurück.

In unserer Zeit rechtfertigt sich der Einsatz der Gaslifttechnik vor allem bei Bohrungen mit hohen Durchflussraten. Auch unter Bedingungen mit hohem Verunreinigungsgeh alt ist Gaslift die wirtschaftlichste Lösung, um die Ressource an die Oberfläche zu heben. Dies gilt vor allem für Ölmischungen, die Salze, Harze und Paraffine enth alten, die das Heben von Massen erschweren. In Bezug auf den Vergleich mit der Luftbrücke als solcher können wir sagen, dass die Gasliftmethode der Ölförderung eine Fortsetzung der allgemeinen Technologie des künstlichen Hebens von Flüssigkeiten ist. Nur wenn bei einer klassischen Luftbrücke ein Luftgemisch als Wirkmedium verwendet wird, dann verwendet eine Gasbrücke kohlenstoffh altige Substanzen. Aus diesem Grund einer der wichtigsten operativenEigenschaften der Technologie berücksichtigen den spezifischen Gasverbrauch. Bei der Berechnung der Kosten für den Einsatz eines Gaslifts machen die Energiekosten für die Wartung und Bereitstellung von Gasgemischen etwa 30% der Gesamtkosten von Projekten aus.

Anwendungsbereich des Gasliftverfahrens der Erdölförderung

Ein ergiebiges Bohrloch mit hohem Bohrlochdruck ist ein Zielort für die Einführung von Gaslift. Solche Vorkommen sind im Prinzip ein günstiges Umfeld für die Organisation der Luftbrücke. Aber die Praxis der Begrenzung der Fließmethoden der Ölförderung bestimmt auch eine Reihe von Bedingungen, unter denen Gaslift die einzig mögliche Methode zum Arbeiten an einem Bohrloch wird. Zumindest die allgemeine Eigenschaft des Gasliftverfahrens der Ölförderung als das am besten an dynamisch unausgeglichene hydraulische Umgebungen angepasste ermöglicht es, es in Grundlöchern mit niedrigem Sättigungsdruck und in Sandbohrlöchern mit schwer zugänglichen Installationsbedingungen für technische Unterstützung zu verwenden. Beispielsweise kann ein Gasliftsystem bei Überschwemmungen, in sumpfigen Gebieten oder bei Überschwemmungsgefahr eingesetzt werden. Druckindikatoren können übrigens mit Kompressoranlagen künstlich ausgeglichen werden - der Anstieg hängt zwar von den Brunnengasenergieindikatoren ab, kann aber durchaus an den aktuellen Bedarf angepasst werden.

Wenn es andererseits keine zentrale Versorgung mit technischen und gasförmigen Materialien mit einem hohen Grad an Mechanisierung des Produktionsprozesses gibt, ist es besser, das traditionelle Brunnenschema zu verwendenBergbau. Wie im Fall der Luftbrücke ist das Gasliftverfahren der Ölförderung eine Fortsetzung der Technologie des Fließverfahrens, jedoch in einer erweiterten Version. Es ist die technologische Erweiterung der Produktionsinfrastruktur, die es nicht erlaubt, diese Methode auf kleine Brunnen anzuwenden, deren Betrieb auf kurze Zeiträume berechnet ist.

Technologischer Produktionsprozess

Nach der Erschließung des Brunnens bildet sich an der Oberfläche die strukturelle Basis der Halde, die später als Plattform für die Organisation der Hauptarbeitsprozesse dient. In der Nische des Bohrlochs ist ein geschlossener Tunnel mit Kammern und Übergangsventilen organisiert, die als Ressourcenflussregler wirken. Die Bewegung des geförderten Fluids den Kanal hinauf ist der Hauptarbeitsprozess, der durch das vergaste Medium in der Bohrlochsohle unterstützt wird. Um die Vergasung zu gewährleisten, wird entlang eines isolierten Kreislaufs parallel zum Kanal eine Kammer mit einer Düse zum Zuführen des Wirkstoffgemisches abgesenkt. Tatsächlich reduziert sich das Prinzip des Gasliftverfahrens der Ölförderung auf die Leitung von Gas in das flüssige Medium der Zielressource, wonach der Hebeprozess stattfinden muss. Es ist wichtig zu beachten, dass die Anreicherung mit Gas-Luft-Gemischen allein nicht für den Flüssigkeitsaufstieg sorgt. Für diesen Vorgang werden spezielle Pumpen verwendet. Die Hubkraft hängt sowohl vom Vergasungsgrad als auch von der Leistung der Pumpe ab, die beide einstellbar sind. Zur komplexen Steuerung von Druckanzeigen im Kreislauf wird eine an der Oberfläche befindliche Kompressoreinheit verwendet.

ProduktionsintensitätRessource kann durch manuelle Mechanik oder automatische Systeme mit elektronischen Sensoren gesteuert werden. Die Betriebsparameter werden gemäß den Fähigkeiten des Empfangsgeräts eingestellt. Ein Merkmal des Gasliftverfahrens zur Ölförderung ist eine spezielle Behandlung nach der Gewinnung der Ressource. Da die Flüssigkeit zusammen mit dem Gasgemisch aufsteigt, ist eine spezielle Trennung erforderlich, wonach das bereits gereinigte Öl in einen speziellen Sumpf geleitet wird. Da darüber hinaus in Umgebungen mit hoher Güllekontamination häufig Gasheber verwendet werden, kann eine mehrstufige Grobfiltration erforderlich sein, bevor die Ressource in den temporären Lagertank gelangt.

Angewandte Ausrüstung

Die gesamte technische Infrastruktur besteht aus zwei Gruppen von Geräten - universellen Geräten und Geräten zur Organisation von Brunnenwartungsprozessen und speziellen Installationen, die beim Betrieb von Gasliften verwendet werden. Die erste Gruppe kann Pumpenumlaufgeräte, Gehäusegeräte, Montageteile, Metallrohre zum Pumpen usw. umfassen. In der Regel werden sowohl Fließ- als auch Gasliftverfahren der Ölförderung auf dieser Ausrüstung mit geringfügigen strukturellen Unterschieden aufgebaut.

Zu den speziellen technischen Elementen zur Realisierung des Hebens von Öl auf Gas gehören die folgenden:

• Kompressor. Installation zur Aufrechterh altung des optimalen Drucks durch Injektion von Druckluft. Meist werden industrielle Hochleistungsaggregate eingesetzt,in der Lage, die Parameter des Arbeitswerts in einem weiten Bereich einzustellen.
• Gasliftkammer. Man kann sagen, dass es der Kern der Infrastruktur für die Gaslift-Ölförderung ist, in der die Hauptprozesse der Strömungsführung, Verteilung und Zufuhr von Gas-Luft-Gemischen stattfinden. Dies ist eine Metallkonstruktion mit Abzweigrohren und Auslasskanälen, deren Betrieb durch Absperrventile geregelt wird.
• Ventile. In diesem System übernimmt das Ventil nicht nur die Funktion, die Zirkulation des flüssigen Mediums zu blockieren, sondern fungiert auch als Durchflussregler. Gasliftventile werden auf verschiedenen Ebenen des Bohrlochs verwendet, was eine genauere Steuerung der Produktionsrate ermöglicht. Das Hauptkonstruktionsmerkmal solcher Ventile kann das Vorhandensein empfindlicher Elemente genannt werden, die Druckanzeigen mit hoher Genauigkeit erfassen und ihren Zustand in Abhängigkeit von der Aufprallkraft im Steuerbereich ändern.

Gaslift

In diesem Fall spiegelt das Konzept eines Aufzugs die komplexe Infrastruktur eines Gaslifts wider, der in einen Brunnen getaucht ist. Sein Konzept enthält zwei Kanäle - für die Gasinjektion und zum Heben der Zielflüssigkeitsressource. Beide Kanäle werden durch Metallrohre organisiert, müssen aber nicht parallel miteinander verbunden werden. Darüber hinaus ist manchmal eine Winkelrichtung des Gasversorgungsrohrs vorgesehen, die durch die Besonderheiten des Anschlusses der Pumpeinheit bestimmt wird. Die Konfiguration der Rohrplatzierung hängt von den Bedingungen ab, unter denen das Gasliftverfahren der Ölförderung organisiert ist. Das Foto unten zeigt moderne Technologie.die Verwendung eines kombinierten Injektions- und Rückgewinnungsstrangs in einem Kreislauf mit einem Durchmesser von 90 bis 140 mm. Dabei ist unabhängig von der Ausgest altung der Richtung der Kanäle sowohl vom oberen Teil am Kopf als auch im unteren Bereich des Schuhs eine möglichst starre Fixierung der Struktur gegeben. Die Rohre können auch technologische Löcher (Perforation) zum Freisetzen von Sand und anderen Fremdpartikeln aufweisen.

Gasliftbetrieb ohne Kompressor

Die Gasversorgung und die Regelung von Druckanzeigen muss grundsätzlich nicht mit Unterstützung von Kompressoranlagen erfolgen. Wenn sich Gas- und Ölfelder innerhalb derselben Betriebsstätte befinden, kann der Gaslift im Bohrloch mit eigener Energieunterstützung ohne Kompressor organisiert werden. Aber auch in diesem Fall werden die Technologien der Fließ- und Gasliftölförderung auseinanderlaufen, da der Ausschluss der Regulierung durch Druckluft von außen die Steuerung von Druckanzeigern aus Erdgas nicht ausschließt. Darüber hinaus ist es unter solchen Bedingungen möglich, eine Bohrlochtrocknung und eine Vorreinigung der Ressource durchzuführen, was die Kosten des technologischen Prozesses senkt.

Gaslift-Prozesssteuerung

Zunächst ist zu betonen, dass der Gaslift den Einsatz einer breiten Palette von Messgeräten erfordert, mit denen Sie wichtige Leistungsindikatoren unter Kontrolle h alten können. Dazu gehören Druck, Temperatur, Feuchtigkeit und Gasfluss. Die direkte Steuerung der Ölförderung im Gasliftverfahren erfolgt über die oben erwähnten Ventile undAbsperrventile mit Antriebssystemen, die von Generatoren an der Oberfläche angetrieben werden. Fortgeschrittenere Anlagen arbeiten unter der Kontrolle automatischer Steuerungen ohne Beteiligung von Bedienern, wobei die Parameter der Vergasung und die Rückgewinnungsrate der Ressourcen angepasst werden.

Vorteile der Technologie

In der technischen Umsetzung ist das Verfahren eher umständlich und kostenintensiv, hat aber eine Reihe positiver Eigenschaften, die seinen Einsatz rechtfertigen:

• Hohe Leistung.
• Große Möglichkeiten zur strukturellen Anpassung an externe Betriebsbedingungen und Bohrlochparameter.
• Zuverlässigkeit und Sicherheit des Mining-Prozesses.
• Flexibilität. Diese Eigenschaft spiegelt sowohl die Vor- als auch die Nachteile des Gasliftverfahrens zur Ölförderung wider, die sich in verschiedenen Aspekten seiner Anwendung manifestieren. Aus Sicht eines qualifizierten Bedieners ist beispielsweise der Steuerungsprozess selbst recht einfach und erfordert praktisch keine körperliche Anstrengung. Aber das Wartungspersonal hat es mit komplexen Maschinen zu tun, deren Wartung viel Arbeit und Kosten erfordert.
• Die meisten kritischen Geräte befinden sich an der Oberfläche.
• Universalität der Methode.

Technische Mängel

Diese Methode kann jedoch nicht für alle Bereiche als optimal geeignet bezeichnet werden, wenn wir die Gesamtheit der betrieblichen Faktoren sowie ökologische und ökonomische Aspekte berücksichtigen. Zu den negativen Aspekten der Verwendung der GasliftmethodeÖlförderung umfasst:

• Hohe Energiekosten. Wir sprechen über die Injektion von Gas in industriellen Mengen und die Kraftstoffkosten für Generatoren, die die Funktionen von Pumpanlagen mit Kompressoren bereitstellen.
• Die Investition entspricht möglicherweise nicht dem Wert der zurückgewonnenen Öl- und Gasmaterialien - insbesondere angesichts der Kosten für zusätzliche Prozessreinigungs- und Trennprozesse.
• Da große Lagerstätten ausgebeutet werden, sinken die Produktionsmengen, während das Niveau der organisatorischen und technischen Unterstützung gleich bleiben sollte.

Schlussfolgerung

Die Erfahrung von Öl- und Gasförderunternehmen zeigt, dass etwa die Hälfte der Kosten von Projekten zur Entwicklung und zum Betrieb von Feldern auf die Organisation der technischen Infrastruktur mit Unterstützung zusätzlicher Arbeitsabläufe entfällt. Es scheint, dass die Entwicklungstrends der Industrie Fortschritte in Richtung der strukturellen Optimierung solcher Veranst altungen bewegen sollten, aber die Gasliftmethode beweist das Gegenteil. Wie Karl Locher, der Autor des Gasliftverfahrens zur Ölförderung, angedeutet hat, reduziert das Zusch alten von Hilfsenergiequellen beim Heben den Energieverbrauch des Arbeitsvorgangs, nicht aber die Organisation der Veranst altung insgesamt. In jedem Fall bietet die Ausrüstung für den Hubstrang weniger Vorteile in Form des Anschlusses eines Vergasungskanals, sondern eröffnet mehr Möglichkeiten zur Steuerung der Parameter des Produktionsprozesses. Und genau dieser Vorteil ist die Aussicht, den Gaslift so zu entwickelnkann die Möglichkeiten erweitern, mehrere Entwicklungsreservoirs zu einer Produktionsanlage mit hoher Kapazität zusammenzufassen.