人工的な生産システムは、リザーバ内の圧力を増加させ、したがって、オイルが表面に上昇奨励する油井に使用されるプロセスです。
貯水池の自然な衝撃エネルギーが油を表面に押し出すほど強くない場合、人工システムを使用してより多くの物質を取得します。
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一部のウェルには、刺激を行わなくても油が地表に上がるのに十分な圧力が含まれていますが、ほとんどの場合、人工システムを必要としません。
世界で生産されている約100万の石油とガスの井戸のうち、自然に流れるのはわずか5％であり、世界の石油とガスの生産のほとんどすべてが人工生産システムの効率的な運用に依存しています。
最初は地表への自然な流れがあるこれらの井戸でも、その圧力は時間の経過とともに減少します。彼らのために、人工システムの使用も必要です。
方法
人工生産を実現する方法はいくつかありますが、人工システムには、ポンプシステムとガスリフトシステムの2つのタイプがあります。
たとえば、米国では、井戸の82％が機械式ロッカーを使用し、10％がガスリフトを使用し、4％が電動水中ポンプを使用し、2％が油圧ポンプを使用しています。
ポンプシステム
メカニカルポンプシステム
このシステムは、表面とその下の機器を使用して、圧力を上げ、炭化水素を地面に向かって押します。機械式ポンプは、陸上の油井に見られる有名なロッカーアームです。
表面では、ロッカーが前後に揺れます。それは、井戸に沈む吸盤ロッドと呼ばれるロッドのチェーンに接続されています。
吸盤ロッドは、井戸の底部近くのパイプの一部として取り付けられている吸盤ロッドポンプに接続されています。
ロッカーが振動すると、これによりロッドチェーン、吸盤ロッド、吸盤ロッドポンプが動作し、シリンダー内のピストンと同様の働きをします。
吸盤ロッドポンプが油をウェルの底から表面に持ち上げます。一般に、ポンプユニットは、電子的に、または原動機と呼ばれるガソリンエンジンによって駆動されます。
ポンプシステムが適切に機能するために、減速機が採用されており、ポンプユニットが安定して動くようになっています。
油圧ポンプシステム
このポンプシステムは、油を地表に運ぶために、吸盤ロッドではなく、ウェルの底から油圧ポンプを適用します。生産はピストンに対して強制され、圧力とピストンが流体を表面に持ち上げます。
古代の製粉所を動かす水車に適用される物理学と同様に、自然エネルギーは坑井内で使用され、生産を地表にもたらします。
油圧ポンプは一般に、ポンプ内を上下に移動するロッドで接続された2つのピストンが上下に重なって構成されています。
地表油圧ポンプと地下油圧ポンプはどちらも、以前に井戸から抽出された清浄な油を動力源としています。
地表のポンプはきれいな油をパイプを通してパイプチェーンの最下部に地下に設置された油圧ポンプに送ります。リザーバー流体は、パイプの2番目の平行チェーンによって地表に送られます。
電気水中ポンプシステム
電気水中ポンプシステムは、貯留層流体の液面より下の遠心ポンプを採用しています。長い電気モーターに接続されたポンプは、ウェル内の流体を移動させる複数のインペラーまたはブレードで構成されています。
システム全体がパイプチェーンの下部に設置されています。電気ケーブルが井戸の長さを走り、ポンプを地表の電源に接続します。
電動水中ポンプは、ポンプシャフトのインペラーを回転させることで人工的な生産を行います。インペラーは周囲の流体に圧力をかけ、流体を強制的に表面に上昇させます。
電動水中ポンプは大量生産者であり、1日あたり25,000バレル以上の液体を持ち上げることができます。
ガスリフトシステム
新しい人工生産システムとして、ガスリフトは圧縮ガスを坑井に注入して圧力を回復し、それによって生産を行います。人工リフトなしで井戸が流れている場合でも、天然のガスリフトを使用することがよくあります。
注入されたガス、主に窒素は、ウェル内の流体の粘度を下げることにより、ウェルの底の圧力を下げます。これにより、流体が表面に流れやすくなります。通常、注入されるガスは、油井で生成されるリサイクルガスと同じです。
地上に設置するユニットは非常に少ないですが、このシステムはオフショアのアプリケーションに最適です。ダウンホールの圧縮ガスがチューブリングに注入され、ガスリフトバルブと呼ばれる多数のアクセスポイントから坑井に入ります。
ガスがこれらの異なる段階でチューブに入ると、気泡を形成し、流体を解放し、圧力を下げます。
人工生産システムの選択
油井やガス井から最大の開発ポテンシャルを得るには、最も効率的な人工生産システムを選択する必要があります。特定の人工システムを選択するために歴史的に使用されている基準は、業界によって大きく異なります。
-オペレーターの経験。
-世界の特定の地域での設置に利用できる人工システム。
-隣接または同様の井戸で稼働している人工システム。
-どのシステムを必要な速度で、必要な深さから実装するかを決定します。
-利点と欠点のリストを評価します。
-システムを破棄して選択するエキスパートシステム。
・イニシャルコスト、運用コスト、生産能力等の評価 一般的に現在価値に基づいて、選択ツールとして経済学を使用する。
ほとんどの場合、類似の分野で最高のパフォーマンスを発揮する人工生産システムが選択基準になります。さらに、利用可能な機器とサービスにより、どの人工生産システムを適用するかを簡単に決定できます。
ただし、シナリオの一部で井戸の高い生産率を維持するために多大なコストが必要になる場合は、利用可能な評価と選択の方法のほとんどを検討することが賢明です。
参考文献
- リグゾーン（2019）。人工リフトはどのように機能しますか？rigzone.comから取得。
- UNAM（2019）。人工生産システムの基礎。取得元：ptolomeo.unam.mx:8080。
- シュルンベルジェ（2019）。人工リフト。取得元：slb.com。
- ペトロウィキ（2019）。人工リフト。取得元：petrowiki.org。
- ウィキペディア、無料の百科事典（2019）。人工リフト。取得元：en.wikipedia.org。