EN
Prirodni pritisak rezervoara obično opadne ispod 500 psi u većini bušotina koje idu dublje od 1500 stopa, a u tom trenutku formacija jednostavno više nema dovoljno energije da održi prirodno proticanje tečnosti. Ovaj gubitak pritiska postaje značajan na dubinama između 2000 i 4000 stopa, gde se stopa pada pritiska ubrzava za oko 30 do 40 posto u odnosu na plića područja. Kada pritisak na dnu bušotine postane dovoljno nizak da pređe prag tačke mehurenja, gasovi počinju da se izdvajaju iz rastvora i odvajaju se od tečne mešavine. Ovaj proces smanjuje ukupnu težinu stuba tečnosti koji se nalazi iznad bušotine, što dodatno otežava podizanje preostalih tečnosti kroz cevovod. Ako operateri ne instaliraju mehaničku opremu za podizanje tečnosti ubrzo nakon ovih promena pritiska, nivoi proizvodnje obično strmoglavo padnu za više od polovine već u roku od šest meseci, prema posmatranjima iz više naftnih polja.
Препоручена пракса API 11L (API RP 11L) пружа стандардизоване смернице које повезују дубину бушотине и циљане стопе производње са оптималним параметрима пумпања. За бушотине између 2.500 и 3.500 стопа које производе 50–80 барела дневно (BPD), стандард препоручује:
Ови параметри равнотеже механичког напона и пуњења пумпе — одржавајући пуњење изнад 85% док се минимизирају вршни напони у шипци. Одступања већа од ±15% од ових смерница повећавају ризик од квара редуктора за 35%, према подацима о поузданости из поља наведеним у API RP 11L Прilog B.
Formacija Volfkemp u basenu Permskog doba imala je dobre rezultate uz korišćenje tradicionalnih klasičnih pumpi tipa II koje su efikasno radile na dubinama od oko 1.800 do 3.200 stopa. Na manjim dubinama, između 1.800 i 2.200 stopa, ove pumpe obično su isisavale oko 55 do 65 bačvi dnevno, kada su podešene na hode duge 74 inča i radile sa 18 ciklusa u minutu. Na većim dubinama situacija se donekle menjala, gde su bušotine od 2.800 do 3.200 stopa ostvarivale samo oko 25 do 35 bačvi dnevno, uz duže hodove od 86 inča, ali sporiji rad od svega 14 ciklusa u minutu. Prelazak na šipke sa suženim krajevima takođe donio je značajnu razliku, smanjujući problem ponavljajućeg napona skoro za četvrtinu u poređenju sa pravim, jednolikim šipkama. Ovo je doprinelo znatno dužem veku opreme pre nego što su potrebni popravci, produživši intervale održavanja na prosečno oko 14 meseci. Ceo sistem je najbolje funkcionisao kod srednje produktivnih bušotina gde je pritisak u steni bio između 300 i 600 funti po kvadratnom inču. Upravo su ovo one uslove u kojima stara API RP 11L uputstva o usklađivanju dubine i brzina pumpanja zaista u skladu s onim što operateri zapaze u terenskim uslovima.
Смањење нивоа испод 1.000 стопа значајно повећава вероватноћу појаве проблема са гасом у бушотинама. Подаци са терена указују да, када до тога дође, проблеми са закључавањем услед гаса расту скоро три пута у односу на нормалне услове. Када ниво течности падне испод тачака критичног потапања, гас почиње да улази у подручје пумпе где се меша са течностима које се тамо налазе. Ове комбинације гас-течност ометају правилно затварање вентила јер су стисљиве. Последица је смањена ефикасност пумпања, понекад чак за две трећине нижа него што се очекује, као и разне штетне циклусе рада пумпе који оштећују компоненте опреме као што су шипке, цеви и разни вентили. Традиционалне пумпе са шипкама су посебно изазовне у овим условима, јер раде на сталним брзинама и једноставно се не могу довољно брзо прилагодити када се притисци на дну бушотине брзо мењају или када изненада дође до притиска гаса са доње стране.
Да би пумпе радиле исправно, неопходна је добра координација између притиска потребног за отварање стационираних вентила и промена градијента флуида у бушотини. Минимална дубина потапања треба да буде изнад одређених вредности, обично око 300 до 500 стопа када је реч о сировој нафти средње густине, што обезбеђује довољан хидростатички напон како би вентили правилно функционисали. Код покретних вентила, неопходна је разлика притиска између 150 и 300 psi само да би се правилно отварали и затварали. Ако на дну бушотине нема довољно притиска, читав систем губи ефикасност. Теренски тестови помоћу динамометара показују да када вентили нису добро усклађени, неке бушотине могу изгубити скоро трећину свог потенцијалног излаза, нарочито када се нивои флуида током дана стално мењају.
Meksiki zaliv predstavlja jedinstvene izazove za proizvodnju nafte jer oseke i nepravilne strukture rezervoara dovode do stalnih promena nivoa tečnosti, što otežava rad tradicionalne opreme za dizanje. Nedavno su neki operateri instalirali crpne sisteme sa regulatorima brzine (VSD), što je napravilo veliku razliku. Ovi sistemi smanjili su varijacije nivoa tečnosti za oko tri četvrtine, istovremeno održavajući stepen ispunjenosti pumpe iznad 90 posto većinu vremena. Stalnim podešavanjem na osnovu merenja pritiska iz kućišta i povratnih informacija sa dinamometara, ove pumpe mogle su da menjaju brzinu hoda kako bi pratile dotok u bunar. Ova postava sprečila je dosadne slučajeve isušivanja pumpe, čak i kada se pritisci naglo menjali. Pored toga, uspeli su da smanje potrošnju energije za oko jednu četvrtinu zahvaljujući boljem upravljanju momentom. Ovo pokazuje da pametni sistemi upravljanja mogu značajno proširiti mogućnosti klipnih pumpi u teškim offshore uslovima.
Када контранатисак пређе 300 пси, оператери се суочавају са проблемима и на механичком и на хидрауличком фронту. Пољене натежење штапа се креће било где од 15% до скоро 22% јер систем мора да притисне против већег отпора. То чини да је на жици штапља додатна напетост и значи да опрема мора бити изграђена јаче од обичног. У исто време, када се гас заглави унутар бунака пумпе, он се шири и смањује количину течности која се заправо креће кроз систем током сваког циклуса. Говоримо о губитку ефикасности између око 8% и можда 12%. Шта све ово значи за теренске операције? Компаније су на крају имале потребу за већим мењачима и компонентама направљеним од чврстијих метала само да би се одржали производњи без тога да се све поквари прерано након инсталације.
Када се нафта дебели више од 500 центипоаса, цела игра се потпуно мења. Струјења једноставно неће тећи лако, па оператери морају да успоре ствари прилично мало - обично око 30 до 50 посто спорије од нормалне брзине. То помаже да се избегну проблеми као што су испећивање штапа и ти непријатни вртовни момент који могу оштетити опрему. Шта обично раде теренске екипе? Они постављају јаче редукторне брзине, илазе за веће главне покретаче и где је то могуће продужују дужину удара. Наравно, ова прилагођавања одржавају машину у току без паде, али имају своју цену. Производња се успорава, а свака бурена која се пумпа троши око 18 до 25 посто више енергије него што је типично за обичне буре. То је скупа компромиса, али већина оператера сматра да је то вредно инвестиције да би операције остале поуздане током времена.
Када садржај чврстих материја пређе 0,5% по запремини, то заиста повећава стопу знојања на глубовима, вентилима и металним буревима које сви добро знамо. Да би се спречили оштећења абразивом, у основи постоје две ствари које раде заједно: прво, да се у кључним деловима (са тврдошћу најмање 55 RC) користе теже материјале, који могу смањити ерозију за око 40%. Друго, успорење фреквенције удара до испод 6 удара у минути помаже јер смањује брзину удара честица на површине. Додајте и неке добре системе за контролу песка, као што су прави десандери и оне компресије које су пуне чакли и сви говоре о њима, и одедном опрема траје много дуже. У подручјима где је песок велики проблем, интервали неуспеха скочу са мање од 90 дана на око 200 дана или више са овим комбинованим приступима.
Угледни диоксид и водоник сулфид присутни у емлузији слане заиста убрзавају електрохемијске процесе корозије у стакленим стаблама са угљенским стаклом, понекад повећавајући деградацију три пута више него што видимо у нормалним условима нафтних поља. Ове киселе реакције довољно брзо смањују чврстоћу и оштећују површине, што може довести до пропадања штапа за само неколико месеци ако се не контролише. Прелазак на материјале који се не корозирају чини сву разлику. Легуре као што су 13Цр мартенситиц или 22Цр дуплекс нерђајући челик трају око два до три пута дуже у служби. Теренски тестови су показали да ове дуплексне шипке одржавају стопе корозије под контролом на мање од 1 mpy чак и када су изложене окружењима која садрже до 15% водоника сулфида. Додавање епоксидних премаза заједно са имплементацијом катодних система за заштиту пружа додатне слојеве за заштиту који најбоље функционишу када се комбинују са паметним избором материјала за максималну дуговечност.
Када емулзије настану у систему, заправо смањују укупну густину флуида и могу изазвати прерано одвајање гаса, што доводи до проблема са потапањем у области усиса пумпе. Оно што се затим дешава је прилично лоше по радне операције – примећујемо непотпуно пуњење пумпе, закључавање гасом, а понекад и до 40% пад производних капацитета. Да би се ови проблеми адекватно решавали, радници морају да почну са применом решења пре него што се ствари уопште доведу до бушотине. Сепаратори за три фазе, хоризонтални, обично имају ефикасност од 65 до 75 процената у уклањању слободне воде и гаса из смеше. За оне упорне емулзије нафте и воде које се једноставно не разлажу природним путем, користе се хемијски деемулгатори. Већина инсталација дозира између 50 и 100 делова по милиону, у зависности од услова. У међувремену, модерни аутоматизовани регулатори нивоа стално подешавају параметре сепарације по потреби, без потребе за ручним умешањем. Пољски инжењери уопште препоручују да се одржава колона флуида дужине најмање 500 стопа изнад положаја пумпе. Ово помаже у одржавању одговарајућег притиска на усису и ствара стабилне шеме тока које омогућавају поуздан рад целих пумпних операција дан за даном.
Дубина резервоара утиче на нивое природног притиска, што утиче на ток флуида и захтева механичко подизање када притисак опадне испод 1500 стопа.
API RP 11L пружа стандардизоване препоруке за дужину хода, брзину и конструкцију шипки на основу дубине бушотине и стопе производње, чиме се смањују ризици кварова и оптимизује ефикасност.
Нестабилни нивои флуида услед морских врелина и неједнаких структура изазивају проблеме код традиционалних пумпи, али системи са интегрисаним VSD-ом могу стабилизовати нивое флуида и оптимизовати потрошњу енергије.
Коришћењем материјала отпорних на корозију, као што је мартензитни нерђајући челик 13Cr, и применом заштитних премаза и система, може се значајно смањити брзина корозије у неповољним условима.
Сврзани чланциАуторско право © 2025 од стране Шандунг Минглиу Индустриал Груп Цо, Лтд.
