- Methoden
- Pompsystemen
- Mechanisch pompsysteem
- Hydraulisch pompsysteem
- Elektrisch dompelpompsysteem
- Gas liftsysteem
- Selectie van een kunstmatig productiesysteem
- Referenties
De kunstmatige productiesystemen zijn processen die in oliebronnen worden gebruikt om de druk in het reservoir te verhogen en zo de olie naar de oppervlakte te laten stijgen.
Wanneer de natuurlijke impulsenergie van het reservoir niet sterk genoeg is om de olie naar de oppervlakte te duwen, wordt een kunstmatig systeem gebruikt om meer materiaal te verkrijgen.
Bron: pixabay.com
Hoewel sommige putten voldoende druk bevatten om de olie naar de oppervlakte te laten stijgen zonder enige stimulatie, doen de meeste dat niet, waarvoor een kunstmatig systeem nodig is.
Van de ongeveer 1 miljoen olie- en gasbronnen die in de wereld worden geproduceerd, stroomt slechts 5% op natuurlijke wijze, waardoor bijna de hele wereldproductie van olie en gas afhankelijk is van efficiënte operaties van kunstmatige productiesystemen.
Zelfs voor die putten die aanvankelijk een natuurlijke stroom naar de oppervlakte hebben, wordt die druk na verloop van tijd uitgeput. Voor hen is ook het gebruik van een kunstmatig systeem vereist.
Methoden
Hoewel er verschillende methoden zijn om kunstmatige productie te bereiken, zijn de twee belangrijkste soorten kunstmatige systemen pompsystemen en gasliftsystemen.
In de Verenigde Staten bijvoorbeeld gebruikt 82% van de putten mechanische tuimelaars, 10% gebruikt gaslift, 4% gebruikt elektrische dompelpompen en 2% gebruikt hydraulische pompen.
Pompsystemen
Mechanisch pompsysteem
Dit systeem gebruikt apparatuur op het oppervlak en eronder om de druk te verhogen en koolwaterstoffen naar de grond te duwen. Mechanische pompen zijn de bekende tuimelaars die worden gezien in oliebronnen op het land.
Aan de oppervlakte zwaait de rocker heen en weer. Het is verbonden met een ketting van staven die zuignappen worden genoemd en die in de put zinken.
De pompstangen zijn verbonden met de pompstangpomp, die is geïnstalleerd als onderdeel van de leidingen nabij de bodem van de put.
Terwijl de tuimelaar oscilleert, bedient deze de stangketting, de pompstang en de pompstangpomp, en werkt op dezelfde manier als zuigers in een cilinder.
De pompstangpomp tilt de olie van de bodem van de put naar de oppervlakte. Over het algemeen worden de pompeenheden elektronisch aangedreven of door middel van een benzinemotor, een zogenaamde krachtbron.
Om het pompsysteem goed te laten functioneren, wordt een snelheidsreductiemiddel gebruikt om ervoor te zorgen dat de pompeenheid gelijkmatig beweegt.
Hydraulisch pompsysteem
Dit pompsysteem past een hydraulische pomp toe vanaf de bodem van de put, in plaats van zuignappen, om de olie naar de oppervlakte te brengen. De productie wordt tegen de zuigers gedrukt, waardoor de druk en de zuigers de vloeistoffen naar de oppervlakte brengen.
Net als de fysica die wordt toegepast op de waterwielen die oude molens aandrijven, wordt natuurlijke energie gebruikt in de boorput om de productie naar de oppervlakte te brengen.
Hydraulische pompen bestaan over het algemeen uit twee zuigers, de een bovenop de ander, verbonden door een stang die op en neer beweegt in de pomp.
Zowel hydraulische pompen aan de oppervlakte als hydraulische pompen onder de grond worden aangedreven door schone olie, die eerder uit de put is gehaald.
De pomp aan de oppervlakte stuurt de schone olie door de leidingen naar de hydraulische pomp die ondergronds is geïnstalleerd op het laagste deel van de leidingketting. De vloeistof in het reservoir wordt naar de oppervlakte gestuurd door een tweede parallelle reeks pijpen.
Elektrisch dompelpompsysteem
Elektrische dompelpompsystemen maken gebruik van een centrifugaalpomp onder het niveau van de vloeistofreservoirs. De pomp is verbonden met een lange elektromotor en bestaat uit verschillende waaiers, of bladen, die de vloeistoffen in de put verplaatsen.
Het hele systeem wordt onderaan de buisketting geïnstalleerd. Een elektrische kabel loopt over de lengte van de put en verbindt de pomp met een elektriciteitsbron op het oppervlak.
De elektrische dompelpomp past kunstmatige productie toe door de waaiers op de pompas te laten draaien, die druk uitoefenen op de omringende vloeistoffen, waardoor ze naar de oppervlakte moeten stijgen.
Elektrische dompelpompen zijn massaproducenten en kunnen meer dan 25.000 vaten vloeistof per dag tillen.
Gas liftsysteem
Als een opkomend kunstmatig productiesysteem injecteert gaslift gecomprimeerd gas in de put om de druk te herstellen, waardoor het gaat produceren. Zelfs wanneer een put stroomt zonder kunstmatige lift, gebruikt deze vaak een natuurlijke vorm van gaslift.
Het geïnjecteerde gas, voornamelijk stikstof, verlaagt de druk op de bodem van de put door de viscositeit van de vloeistoffen in de put te verlagen. Dit zorgt er op zijn beurt voor dat vloeistoffen gemakkelijker naar het oppervlak stromen. Typisch is het gas dat wordt geïnjecteerd hetzelfde gerecyclede gas dat in de oliebron wordt geproduceerd.
Hoewel het zeer weinig units aan de oppervlakte heeft, is dit systeem de optimale keuze voor offshore toepassingen. Onder in het boorgat wordt gecomprimeerd gas in de buisring geïnjecteerd en komt het de put binnen via talrijke toegangspunten, gasliftkleppen genaamd.
Wanneer gas in deze verschillende stadia de buis binnenkomt, vormt het bellen, ontlast het vloeistoffen en wordt de druk verlaagd.
Selectie van een kunstmatig productiesysteem
Om het maximale ontwikkelingspotentieel uit elke olie- of gasbron te halen, moet het meest efficiënte kunstmatige productiesysteem worden gekozen. De criteria die historisch zijn gebruikt om het kunstmatige systeem voor een bepaalde put te selecteren, variëren sterk in de branche:
- Operator ervaring.
- Welke kunstmatige systemen zijn er beschikbaar voor installaties in bepaalde delen van de wereld.
- Het kunstmatige systeem dat in de aangrenzende of soortgelijke putten werkt.
- Bepaal welke systemen worden geïmplementeerd met de gewenste snelheid en vanaf de gewenste diepten.
- Evalueer lijsten met voor- en nadelen.
- Expertsystemen om systemen weg te gooien en te selecteren.
- Evaluatie van initiële kosten, bedrijfskosten, productiecapaciteiten, etc. met het gebruik van economie als selectiemiddel, veelal op basis van contante waarde.
In de meeste gevallen dient het kunstmatige productiesysteem dat op vergelijkbare gebieden het beste heeft gepresteerd als selectiecriterium. Bovendien kunnen de beschikbare apparatuur en diensten eenvoudig bepalen welk kunstmatig productiesysteem wordt toegepast.
Wanneer een deel van het scenario echter aanzienlijke kosten zou vergen om hoge productiesnelheden in de putten te handhaven, is het verstandig om de meeste beschikbare evaluatie- en selectiemethoden in overweging te nemen.
Referenties
- Rigzone (2019). Hoe werkt kunstmatige lift? Genomen van: rigzone.com.
- UNAM (2019). Grondbeginselen van kunstmatige productiesystemen. Genomen uit: ptolomeo.unam.mx:8080.
- Schlumberger (2019). Kunstmatige lift. Genomen van: slb.com.
- Petrowiki (2019). Kunstmatige lift. Ontleend aan: petrowiki.org.
- Wikipedia, de gratis encyclopedie (2019). Kunstmatige lift. Ontleend aan: en.wikipedia.org.