Газлифт или пузырьковый насос — это тип насоса , который может поднимать жидкость между высотами, вводя пузырьки газа в вертикальную выпускную трубу; по мере того, как пузырьки поднимаются внутри трубы, они вызывают падение гидростатического давления позади себя, заставляя жидкость подниматься. Газлифт обычно используется в качестве искусственного подъемника для воды или нефти , используя сжатый воздух или водяной пар .
Газовые лифты используются в различных областях:
В Соединенных Штатах газлифт используется в 10% нефтяных скважин, которые имеют недостаточное пластовое давление для добычи. В нефтяной промышленности этот процесс включает в себя закачку газа через затрубное пространство НКТ-обсадной колонны . Закачиваемый газ аэрирует жидкость, чтобы снизить ее плотность ; затем пластовое давление способно поднять столб нефти и вытеснить жидкость из ствола скважины. Газ может закачиваться непрерывно или периодически, в зависимости от эксплуатационных характеристик скважины и расположения газлифтного оборудования. [1]
Количество газа, которое необходимо закачать для максимизации добычи нефти, зависит от условий и геометрии скважины. Слишком много или слишком мало закачанного газа приведет к производству ниже максимального. Как правило, оптимальное количество закачанного газа определяется испытаниями скважин, где скорость закачки варьируется, а добыча жидкости (нефть и, возможно, вода) измеряется. В качестве альтернативы, математические модели могут использоваться для оценки оптимальной скорости закачки газа. Такие модели предлагают значительную экономическую выгоду, поскольку они позволяют моделировать производительность фактической или планируемой газлифтной скважины с использованием цифровой копии скважины. [2]
Хотя газ извлекается из нефти на более поздней стадии сепарации, этот процесс требует энергии для приведения в действие компрессора , который повышает давление газа до уровня, при котором его можно закачать обратно.
Газлифтная оправка — это 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, когда насосно-компрессорная труба помещается в скважину. Таким образом, для замены или ремонта клапана необходимо вытянуть колонну насосно-компрессорных труб. Однако в оправке с боковым карманом клапан устанавливается и вынимается с помощью троса , пока оправка все еще находится в скважине, что исключает необходимость вытягивать насосно-компрессорные трубы для ремонта или замены клапана.
Газлифтный клапан — это устройство, устанавливаемое на (или в) газлифтной оправке, которая в свою очередь надевается на эксплуатационную трубу газлифтной скважины. Давление в трубах и обсадных трубах заставляет клапан открываться и закрываться, тем самым позволяя газу впрыскиваться в жидкость в трубе, чтобы заставить жидкость подняться на поверхность. В отраслевом лексиконе газлифтные оправки называются «извлекаемыми из труб», когда они развертываются и извлекаются прикрепленными к эксплуатационной трубе. См. газлифтная оправка.
Эксплуатация газлифта может быть оптимизирована различными способами. Новейший способ — это использование оптимизации риска, которая учитывает все аспекты распределения газлифта.
Изобретенный Норманом Дж. Ризом и Альбертом В. Цойтеном в 1956 году, нынешний правопреемник ExxonMobil Oil Corp. Воздушный лифт использует сжатый воздух для подъема воды в таких операциях, как дноуглубительные работы и подводная археология. Он также используется в аквариумах для поддержания циркуляции воды. Эти формы подъема использовались еще в 1797 году в шахтах для подъема воды из шахтных стволов. Эти системы использовали одноточечную инъекцию 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, через воздухопровод, подающий воздух на дно скважины. Воздух использовался в Техасе для крупномасштабной искусственной подъемной силы. В 1920 году природный газ заменил воздух, что снизило риск взрыва. С 1929 по 1945 год было выдано около 25000 патентов на различные типы газлифтных клапанов, которые можно было использовать для поэтапной разгрузки. [3] Некоторые из этих систем включали перемещение труб или использование грузил для изменения точки подъема с помощью троса. Другие представляли собой пружинные клапаны. В конечном итоге, в 1944 году WR King запатентовал клапан с сильфоном под давлением, который используется и сегодня. В 1951 году была разработана оправка для бокового кармана для выборочного позиционирования и извлечения газлифтных клапанов с помощью троса.