KUNSTIGE PRODUKSJONSSYSTEMER: METODER OG VALG - VITENSKAP - 2026

De kunstige produksjonssystemene er prosesser som brukes i oljebrønner for å øke trykket i reservoaret og dermed oppmuntre til at oljen stiger til overflaten.

Når den naturlige impulsenergien i reservoaret ikke er sterk nok til å skyve oljen til overflaten, brukes et kunstig system for å skaffe mer materiale.

Kilde: pixabay.com

Mens noen brønner inneholder nok trykk til at oljen kan heve seg til overflaten uten å måtte gjøre noen stimulering, trenger de fleste ikke, noe som krever et kunstig system.

Av de omtrent 1 million olje- og gassbrønnene som produseres i verden, flyter bare 5% naturlig, noe som gjør nesten all verdens olje- og gassproduksjon avhengig av effektiv drift av kunstige produksjonssystemer.

Selv for de brønnene som opprinnelig har en naturlig flyt til overflaten, tappes trykket over tid. For dem er bruk av et kunstig system også nødvendig.

metoder

Selv om det er flere metoder for å oppnå kunstig produksjon, er de to hovedtyper av kunstige systemer pumpesystemer og gassløftesystemer.

I USA bruker for eksempel 82% av brønnene mekaniske vippeskiver, 10% bruker gassheis, 4% bruker elektriske nedsenkbare pumper og 2% bruker hydrauliske pumper.

Pumpesystemer

Mekanisk pumpesystem

Dette systemet bruker utstyr på overflaten og under det for å øke trykket og skyve hydrokarboner mot bakken. Mekaniske pumper er de velkjente vippearmene som sees i oljebrønner på land.

På overflaten svinger vipperen frem og tilbake. Den er koblet til en kjede med stenger kalt sugerstaver, som synker ned i brønnen.

Sugerstavene er koblet til sugerstangspumpen, som er installert som en del av rørene nær bunnen av brønnen.

Når vipperen svinger, betjener denne stangkjeden, sugerstangen og sugerstangen, og fungerer på lignende måte som stempler i en sylinder.

Suckerstangspumpen løfter oljen fra bunnen av brønnen til overflaten. Generelt blir pumpeenhetene drevet elektronisk eller ved hjelp av en bensinmotor, kalt en førstekaster.

For at pumpesystemet skal fungere ordentlig, benyttes en hastighetsreduksjon for å sikre at pumpeenheten beveger seg jevnlig.

Hydraulisk pumpesystem

Dette pumpesystemet påfører en hydraulisk pumpe fra bunnen av brønnen, i stedet for sugerstenger, for å bringe oljen til overflaten. Produksjonen tvinges mot stemplene, noe som får presset og stemplene til å løfte væskene til overflaten.

I likhet med fysikken som brukes på vannhjulene som driver gamle kverner, brukes naturlig energi i brønnhullet for å bringe produksjonen til overflaten.

Hydrauliske pumper består vanligvis av to stempler, den ene på toppen av den andre, forbundet med en stang som beveger seg opp og ned i pumpen.

Både overflatehydrauliske pumper og underjordiske hydrauliske pumper drives av ren olje, som tidligere er trukket ut fra brønnen.

Pumpen på overflaten sender den rene oljen gjennom rørene til den hydrauliske pumpen installert under jorden på den nederste delen av rørkjeden. Reservoarvæskene blir sendt til overflaten av en andre parallelle rørkjede.

Elektrisk nedsenkbart pumpesystem

Elektriske nedsenkbare pumpesystemer benytter en sentrifugalpumpe under nivået av reservoarfluidene. Koblet til en lang elektrisk motor består pumpen av flere løpehjul, eller kniver som beveger væsker i brønnen.

Hele systemet er installert i bunnen av rørkjeden. En elektrisk kabel løper brønnens lengde og kobler pumpen til en strømkilde på overflaten.

Den elektriske senkbare pumpen bruker kunstig produksjon ved å rotere pumpehjulene på pumpeakselen, som utøver trykk på de omkringliggende væskene, og tvinger dem til å stige til overflaten.

Elektriske nedsenkbare pumper er masseprodusenter, og kan løfte mer enn 25 000 fat væske per dag.

Gassheiseanlegg

Som et voksende kunstig produksjonssystem, injiserer gassløfter komprimert gass i brønnen for å gjenopprette trykk, og dermed få den til å produsere. Selv når en brønn flyter uten kunstig løft, bruker den ofte en naturlig form for gassløft.

Den injiserte gassen, hovedsakelig nitrogen, reduserer trykket i bunnen av brønnen ved å redusere viskositeten til væskene i brønnen. Dette får igjen væsker til å renne lettere til overflaten. Vanligvis er gassen som injiseres den samme resirkulerte gassen som produseres i oljebrønnen.

Selv om det har svært få enheter på overflaten, er dette systemet det optimale valget for anvendelse offshore. I borehullet injiseres komprimert gass i rørringen, og kommer inn i brønnen gjennom en rekke tilgangspunkter, kalt gassløfteventiler.

Når gass kommer inn i røret på disse forskjellige stadiene, danner det bobler, avlaster væsker og reduserer trykket.

Valg av et kunstig produksjonssystem

For å oppnå det maksimale utviklingspotensialet fra en hvilken som helst olje- eller gassbrønn, må det mest effektive kunstige produksjonssystemet velges. Kriteriene som er brukt historisk for å velge det kunstige systemet for en spesiell brønn, varierer mye i bransjen:

- Operatørerfaring.

- Hvilke kunstige systemer er tilgjengelige for installasjoner i visse områder av verden.

- Det kunstige systemet som opererer i de sammenhengende eller lignende brønnene.

- Bestem hvilke systemer som skal implementeres med ønsket hastighet og fra ønsket dybde.

- Evaluer lister over fordeler og ulemper.

- Ekspertsystemer for å forkaste og velge systemer.

- Evaluering av startkostnader, driftskostnader, produksjonskapasitet, etc. med bruk av økonomi som et seleksjonsverktøy, generelt på grunnlag av nåverdi.

I de fleste tilfeller fungerer det kunstige produksjonssystemet som har fungert best på lignende felt som utvalgskriterium. I tillegg kan utstyret og tjenestene som er tilgjengelige enkelt bestemme hvilket kunstig produksjonssystem som skal brukes.

Når en del av scenariet vil kreve betydelige kostnader for å opprettholde høye produksjonsrater i brønnene, er det imidlertid forsvarlig å vurdere de fleste tilgjengelige evaluerings- og seleksjonsmetoder.

referanser

1. Rigzone (2019). Hvordan fungerer kunstløft? Hentet fra: rigzone.com.
2. UNAM (2019). Grunnleggende om kunstige produksjonssystemer. Hentet fra: ptolomeo.unam.mx:8080.
3. Schlumberger (2019). Kunstig løft. Hentet fra: slb.com.
4. Petrowiki (2019). Kunstig løft. Hentet fra: petrowiki.org.
5. Wikipedia, gratis leksikon (2019). Kunstig løft. Hentet fra: en.wikipedia.org.