Газлифтный или пузырьковый насос — это тип насоса , который может поднимать жидкость между отметками , вводя пузырьки газа в вертикальную выпускную трубку; По мере того, как пузырьки поднимаются внутри трубки, они вызывают падение гидростатического давления позади них, заставляя жидкость подниматься вверх. Газлифты обычно используются в качестве механизированных подъемников для воды или нефти с использованием сжатого воздуха или водяного пара .
Газлифты используются для различных целей:
В США газлифт используется на 10% нефтяных скважин, пластовое давление которых недостаточно для добычи нефти. В нефтяной промышленности этот процесс включает нагнетание газа через затрубное пространство НКТ-обсадной колонны . Закачиваемый газ аэрирует жидкость, чтобы уменьшить ее плотность ; тогда пластовое давление способно поднять столб нефти и вытеснить жидкость из ствола скважины. Закачка газа может осуществляться непрерывно или периодически, в зависимости от эксплуатационных характеристик скважины и компоновки газлифтного оборудования. [1]
Количество газа, которое необходимо закачивать для максимизации добычи нефти, варьируется в зависимости от условий и геометрии скважины. Слишком много или слишком мало закачиваемого газа приведет к снижению добычи ниже максимального. Обычно оптимальное количество закачиваемого газа определяется посредством испытаний скважин, при которых варьируется скорость закачки и измеряется добыча жидкости (нефти и, возможно, воды). Альтернативно, для оценки оптимальной скорости закачки газа можно использовать математические модели. Такие модели дают значительную экономическую выгоду, поскольку позволяют моделировать работу действующей или планируемой газлифтной скважины с использованием цифровой копии скважины. [2]
Хотя газ извлекается из нефти на более поздней стадии разделения, этот процесс требует энергии, чтобы привести в действие компрессор и поднять давление газа до уровня, на котором его можно будет повторно закачать.
Газлифтная оправка — устройство, устанавливаемое в колонну насосно-компрессорных труб газлифтной скважины, на которую или в которую устанавливается газлифтный клапан . Существует два распространенных типа оправок. В обычной газлифтной оправке газлифтный клапан устанавливается при размещении НКТ в скважине. Таким образом, для замены или ремонта клапана необходимо протянуть колонну НКТ. Однако в оправке с боковым карманом клапан устанавливается и снимается с помощью троса , пока оправка все еще находится в скважине, что устраняет необходимость тянуть НКТ для ремонта или замены клапана.
Газлифтный клапан – устройство, устанавливаемое на (или в) газлифтной оправке, которая, в свою очередь, надевается на эксплуатационную НКТ газлифтной скважины. Давление в трубах и обсадных трубах заставляет клапан открываться и закрываться, что позволяет впрыскивать газ в жидкость в трубах, вызывая подъем жидкости на поверхность. В отраслевом лексиконе газлифтные оправки называются «извлекаемыми из НКТ», при этом они развертываются и извлекаются, прикрепленные к эксплуатационным НКТ. См. газлифтную оправку.
Оптимизировать работу газлифта можно разными способами. Новейшим способом является использование оптимизации рисков, которая учитывает все аспекты распределения газлифта.
Эрлифт , изобретенный Норманом Дж. Рисом и Альбертом Цойтеном в 1956 году, нынешний правопреемник ExxonMobil Oil Corp., использует сжатый воздух для подъема воды в таких операциях, как дноуглубительные работы и подводная археология. Его также можно найти в аквариумах для поддержания циркуляции воды. Эти формы подъемников использовались еще в 1797 году в шахтах для подъема воды из шахтных стволов. В этих системах использовалась одноточечная подача воздуха в поток жидкости, обычно через обратный клапан в нижней части колонны. Газлифт использовался еще в 1864 году в Пенсильвании для подъема нефтяных скважин, также с использованием сжатого воздуха по воздушной трубе, доставляющей воздух на дно скважины. Воздух использовался в Техасе для крупномасштабной механизированной добычи. В 1920 году природный газ заменил воздух, снизив риск взрыва. С 1929 по 1945 год было выдано около 25 тысяч патентов на различные типы газлифтных клапанов, которые можно было использовать для поэтапной разгрузки. [3] Некоторые из этих систем включали перемещение НКТ или использование грузил на тросе для изменения точки подъема. Другие представляли собой пружинные клапаны. В конце концов, в 1944 году У. Р. Кинг запатентовал сильфонный клапан под давлением, который используется сегодня. В 1951 году была разработана оправка бокового кармана для выборочного позиционирования и извлечения газлифтных клапанов с помощью троса.