Средние затраты на разведку, даже в России и на Крайнем Севере, редко превышают общие затраты в размере 3 долларов на тонну добытой нефти.
Особенности применения фонтанного способа добычи нефти
Жидкости добываются либо путем откачки из скважин, либо с помощью подземных механизмов. Добыча ведется за счет высокого давления и энергии нефтяного пласта. Если этой энергии недостаточно, используется дополнительное оборудование, и метод добычи называется механизированным.
- Устройство нефтяных скважин
- Колонна подъемных труб
- Устьевая фонтанная арматура с выкидными линиями
- Отсекатель скважины
- Технические манометры
- Камера запуска шаров
- Перфорация
- Другие методы добычи нефти
Устройство нефтяных скважин
Скважины бурятся вертикально с помощью буровой установки на глубину до нескольких километров. Поперечное сечение обычно круглое и имеет диаметр до 40 см.
Стенки усилены металлическим кожухом. В пространство между обсадной колонной и стенками закачивается цемент для затвердевания и разделения слоев и защиты обсадной колонны от пластовой воды.
Метод добычи нефти на устье скважины предполагает установку эксплуатационного оборудования, перечисленного ниже.
Колонна подъемных труб
Они транспортируют нефть на поверхность. Их также называют трубопроводами, поскольку оборудование должно быть использовано после завершения устьевого метода. Внутренний диаметр труб был определен экспериментально в зависимости от давления масла, ожидаемого потока масла и глубины установки и составляет от 40,3 до 00,3 мм.
Дебит — это количество нефти, которое достигает поверхности в определенный момент времени и измеряется в кубических метрах в день. Чем выше ожидаемая скорость потока, тем больше диаметр, и наоборот.
Как правило, используются гладкие трубы одинакового диаметра, которые соединяются в ряд с помощью муфт. Внутренние стенки труб покрываются эмалью, эпоксидной смолой или стеклом для предотвращения отложения парафина. Покрытия увеличивают стоимость строительства.
Исследования фонтанного типа скважин
Когда нефть добывается на перспективном месторождении, чаще всего применяется конструкция скважины: в этом случае нефть естественным образом поднимается (за счет пластовой энергии) к устью скважины. Этот метод извлечения является наиболее экономичным как с точки зрения приобретения и обслуживания оборудования, так и с точки зрения времени: поскольку нефть поднимается самостоятельно, можно сэкономить на трубопроводах и специальных механизмах. Строительство скважины и конструкция оборудования настолько просты, что являются предпочтительным вариантом, а позже, когда давление упадет, скважину можно переоборудовать для создания искусственного лифта.
В скважинах этого типа трубы подвешиваются к арматурному основанию, прикрепленному к устью скважины. Фитинги выступают в качестве подвески, которая также служит уплотнением для самого устья скважины и для управления работой всей скважины. Трубы — это канал, по которому нефть поднимается из земли на поверхность. В зависимости от длины скважины, длина труб может достигать 3 км, а колонна может состоять из нескольких рядов, соединенных последовательно. Длина отдельных труб может достигать 10 м. Оптимальным способом соединения является использование резьбовых муфт. Сварка соединения нежелательна, так как после завершения бурения всю колонну необходимо поднять на поверхность. Как опускание, так и подъем элементов струны должны осуществляться с помощью специального оборудования.
Самым важным конструктивным элементом является компонент скважины, который образует прочную конструкцию из стальных стержней и запорных механизмов, и каждый элемент должен быть спроектирован таким образом, чтобы выдерживать повышенное давление. Вес готовой конструкции составляет от 1 до 2 см. Чаще всего используются перекрестные или тройные соединения: Первый тип чаще всего используется в нефтяных скважинах, где нет механических загрязнений.
Оборудование фонтанных скважин
Скважины могут быть оборудованы как на забое, так и на устье скважины. В пластах с высокой прочностью породы можно использовать технологию открытого ствола, когда обсадная труба достигает верхней части пласта и проникает в него на полную мощность. В неустойчивых скальных породах с высоким риском отложения песка забой должен быть укреплен обсадными трубами, а область за пределами обсадной трубы зацементирована. В этом случае приток жидкости создается перфорацией на нижнем конце трубы. Система оросительных скважин требует герметизации устья скважины, что достигается путем установки колонной головки и армирующей конструкции, оснащенной коллектором. Компоненты изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 13846-89 и могут различаться по толщине и типу структуры. Оголовок или обвязка служит основанием, а дерево скважины содержит запорные устройства и элементы для регулирования работы скважины. Напор в конструкции необходим для подключения трубопроводов к скважине, а также для регулирования направления потока и силы в кольцевом пространстве. Конструктивно устье скважины позволяет измерять значения давления в верхней части рыбины, раскрывать температурные условия в боковых ответвлениях рыбины и в самом устье скважины. Согласно стандарту ГОСТ, в проекте должны быть предусмотрены блокирующие элементы и устройства для защиты конструкции, которые при необходимости могут быть активированы дистанционно. Колодец «елочка» является важной частью общей конструкции и позволяет регулировать силу потока в самом трубопроводе и направлять его в полевой канал. Изделие большего диаметра монтируется с помощью двух трубных струн на нижней части через резьбовое соединение с элементом, который также служит для герметизации пространства за трубами. Если скважину не планируется останавливать во время эксплуатации, целесообразно установить двухсекционную елку, заканчивающуюся наверху специальным регулятором и манометром. Эти устройства заменяются лубрикатором при входе в скважину с рабочим потоком. Конструкция выбирается исходя из характеристик скважины и особенностей добычи нефти на месторождении.
Конструкция фонтанирующей скважины требует периодических исследований в соответствии с методикой пробной откачки жидкости и восстановления давления на забое скважины после остановки буровой установки. Специалисты вносят коррективы, заменяя компоненты и устанавливая элементы с отверстиями другого размера. Метод пробной закачки может быть успешно использован для определения уровня продуктивности скважины и оптимального режима эксплуатации. Метод восстановления давления может быть использован для расчета основных характеристик пласта.
Недавнее исследование пробной прокачки используется для построения индикаторных линий в зависимости от расхода и изменения давления. В работе также необходимо рассчитать коэффициент производства и содержание примесей, в том числе воды, при различных режимах работы. Измерения проводятся с помощью манометра, расходомера и определения размера отверстий в арматуре. Заменив главный коллектор, техник устанавливает новый режим и измеряет давление и расход, чтобы выяснить, насколько велика разница в результатах.
Выбор метода бурения зависит от глубины скважины и ее удаленности от берега. На небольших глубинах используются стационарные платформы. На глубине около 100 метров используются плавучие платформы с опорами. На больших глубинах используются полупогружные буровые установки. На больших глубинах используются буровые установки.
После завершения процесса бурения на дно помещается система весом в несколько тонн, чтобы предотвратить попадание извлеченного материала в открытую воду. Нефть поднимается на поверхность по системе гибких труб.
Большая часть затрат приходится на установку и обслуживание морской нефтяной вышки.
Добыча сланцевой нефти
Сланцевая нефть — это нефть из месторождений с низкой проницаемостью, таких как сланцы, плотные песчаники и известняки, которая ниже, чем у обычных нефтяных месторождений.
Основные методы экстракции:
- разделение извлеченной нефтеносной породы на фракции в специальных установках;
- бурение горизонтальных скважин, в которые под давлением подается вода. В результате этого происходит гидроразрыв пласта. В нефтеносной породе образуются трещины, и выделяемый газ направляется вверх. Этот способ применяется при залегании нефтеносной породы на больших глубинах.
Методы добычи сланцевой нефти дороже, чем традиционные методы: механический и добыча сырой нефти. Экологические последствия этой технологии описываются экспертами как седиментация, вызывающая сейсмическую активность. При бурении существует риск выброса метана и радиоактивности, а также загрязнения грунтовых вод и почвы.
Добыча битуминозной нефти
Битуминозные породы — это песчаники, которые содержат вязкую и тяжелую нефть.
Наиболее распространенным методом добычи битуминозной нефти является обработка песчаника горячей водой непосредственно в карьере. Это позволяет отделить нефть от песка.
Следующий метод — гравитационное дренирование с использованием пара. На расстоянии 5 метров бурятся горизонтальные скважины, в которые закачивается пар.
Они также используют «холодные» методы производства, при которых растворитель закачивается в битумный слой вместо пара. Новейшая технология заключается в использовании нагретого природного газа (пропана) в качестве растворителя.
Основным недостатком битумной нефти является ее высокая себестоимость, которая во много раз выше, чем у обычной нефти.
Стоимость добычи сильно варьируется по всему миру. Это зависит от глубины залегания месторождений, климатических условий, уровня инфраструктуры, технологии добычи и экологических требований.
