Charakterystyka eksploracji złóż węglowodorów

From Wiki

Jump to: navigation, search
Schemat odwiertu samoczynnego ropy naftowej: 1 – eksploatacyjna kolumna rur okładzinowych, 2 – kolumna rur wydobywczych, 3 – więźba rurowa, 4 – głowica eksploatacyjna, 5 – zwężka dławiąca, 6 – wymiennik ciepła, 7 – separator (oddzielacz), Pg – ciśnienie głowicowe, d – średnica rur wydobywczych [1].


Contents

Metody wydobywania ropy naftowej

Dopływ ropy naftowej ze złoża do odwiertu eksploatacyjnego dokonuje się pod wpływem różnicy ciśnień, pomiędzy ciśnieniem złożowym a ciśnieniem dennym dynamicznym, czyli w wyniku działania energii złożowej. Energia ta wykonuje pracę pokonania oporów przepływu ropy naftowej w porowatych lub szczelinowatych skałach strefy przyodwiertowej. Natomiast praca wydźwignięcia ropy z dna odwiertu na powierzchnięmoże być wykonana zarówno przez energię złożową, jak również przez energię dostarczoną z powierzchni do urządzenia wydobywczego. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z eksploatacją samoczynna ropy naftowej, w drugim z jedną z kilku metod mechanicznego wydobywania ropy naftowej.

Wyboru odpowiedniej metody wydobywania ropy naftowej z odwiertu eksploatacyjnego dokonuje się na podstawie jego charakterystyki, biorąc pod uwagę między innymi:

  • ciśnienie złożowe,
  • głębokość zalegania złoża,
  • głębokość zwierciadła ropy w odwiercie,
  • wydajność odwiertu,
  • wartość wykładnika gazowego,
  • właściwości ropy naftowej,
  • stopień zawodnienia.

W różnych okresach eksploatacji złoża, w jednym i tym samym odwiercie, stosuje się różne metody wydobywania ropy naftowej. Zwykle bezpośrednio po odwierceniu odwiertu ma miejsce eksploatacja samoczynna ropy naftowej, w przypadku, gdy energia złożowa jest wystarczająca na wydźwignięcie ropy na powierzchnię. Z czasem, gdy energia złożowa maleje, następuje okres eksploatacji ropy naftowej przy zastosowaniu jednej z metod mechanicznych. W niektórych przypadkach, gdy wartość energii złożowej od początku jest niewielka, bezpośrednio po udostępnieniu złoża stosuje się metody mechaniczne, np. pompowanie przy użyciu pomp wgłębnych.

Warunki samoczynnego wypływu ropy naftowej

Eksploatacja samoczynna polega na wydobywaniu płynu złożowego (ropy naftowej, gazu ziemnego, wody) z odwiertu przy wykorzystaniu energii zawartej w złożu. Wartość energii złożowej dla złóż ropy naftowej jest zróżnicowana dla różnych złóż, występujących w różnych rejonach występowania ropy naftowej w Polsce i w świecie. Stąd czas trwania eksploatacji samoczynnej może wynosić od kilku do nawet kilkudziesięciu lat. Samoczynny wypływ ropy naftowej z odwiertu na powierzchnię może mieć miejsce wówczas, gdy ilość energii zawartej w określonej ilości ropy znajdującej się na dnie odwiertu jest większa od ilości energii potrzebnej do wykonania pracy wyniesienia tej ropy na powierzchnię.


Etapy eksploracji złóż węglowodorów

W każdym złożu węglowodorów można wyróżnić w całym czasie eksploatacji trzy charakterystyczne okresy:

  1. Okres początkowy, w którym wzrasta wydobycie sumaryczne ze względu na proces wiercenia.
  2. Okres drugi, w którym wydobycie utrzymuje się na stałym poziomie, ewentualne jego spadki są rekompensowane kolejnymi odwiertami wykonywanymi w programie zagęszczenia siatki odwiertów.
  3. Okres trzeci, w którym dalsze wiercenia tracą sens ze względu na możliwość wystąpienia interferencji odwiertów i braku przyrostów wydobycia pokrywających koszty wierceń. Okres ten dla złóż ropy naftowej ma największe znaczenie, gdyż jeszcze znaczna część zasobów znajduje się w złożu. Stwarza to konieczność przedłużenia trzeciego okresu eksploatacji, na poziomie ekonomicznie opłacalnej wydajności, w celu zwiększenia współczynnika sczerapia zasobów.

W czasie trwania eksploatacji złoża ropy naftowej następuje odgazowanie ropy naftowej i wzrost lepkości przy jednoczesnym zwiększeniu oporów przepływu w strefie przyodwiertowej. Spowodowane to jest wytraceniem się frakcji asfaltowych i parafinowych oraz osadzaniem się piasku wydobywanego ze złoża.

Zabiegi zwiększające wydobycie ropy naftowej i gazu ziemnego, które stosujemy w złożach, zwłaszcza w końcowej fazie eksploatacji, poprzez zmniejszenie oporów przepływu w strefie przyodwiertowej, noszą nazwę zabiegów intensyfikacji wydobycia.

Koncepcje wydobycia

W celu zwiększenia wydajności otworu i polepszenia wykorzystania złoża stosuje się wiercenia otworów wielodennych. Otwór wielodenny składa się z otworu głównego, pionowego i kilku lub kilkunastu kierunkowych otworów bocznych. Tworzy to siatkę otworów rozgałęzionych. Metoda ta pozwala na zmniejszenie kosztów robót przygotowawczych i lepsze zagospodarowanie złoża.

Rys. 1. Nowe koncepcje odwiertów eksploatacyjnych [2].

Źródła

  1. Eksploatowanie samoczynne i gazodźwigiem ropy naftowej (PDF)
  2. Pompy śrubowe i systemy dla branży naftowej i gazowej (PDF)
  3. Jewulski J., Metody intensyfikacji wydobycia płynów złożowych. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2007
Personal tools