Tải bản đầy đủ
4 Các hệ thống ống khai thác dầu bằng gaslift

4 Các hệ thống ống khai thác dầu bằng gaslift

Tải bản đầy đủ

nhưng xung áp tại vùng đáy giếng sẽ gây ảnh hưởng xấu đến vùng cận đáy giếng và độ
bền của cấu trúc ống nói chung.
Với cấu trúc hai dãy ống, dãy ống lớn bên ngoài thường có đường kính 73 hoặc
102 mm được thả xuống đến độ sâu khoảng bắn vỉa.Dãy ống nhỏ bên trong (thường có
đường kính 48 hoặc 73 mm) được thả xuống dưới mức chất lỏng tương ứng với áp suất
làm việc của khí nén.Trong cấu trúc hai dãy ống, người ta phân biệt cấu trúc thẳng và
cấu trúc phân bậc (bậc thang).
- Cấu trúc thẳng được sử dụng trong giếng có cát với ưu điểm là dễ dàng thay
đổi độ ngập của ống bên trong tùy thuộc vào mực chất lỏng, sản lượng khai thác hoặc
các nguyên nhân khác. Cấu trúc này có nhược điểm là cần lượng ống lớn và chỉ sử
dụng khi khoảng không ngoài cần không kín.
- Cấu trúc phân bậc là cấu trúc với kích thước cột ống ngoài bên dưới nhỏ hơn
cột ống phía trên nhằm tiết kiệm chi phí về ống và tăng vận tốc dòng chảy. Nhược điểm
chính của cấu trúc này là không cho phép thay đổi độ ngập của ống bên trong và gây
khó khăn trong khảo sát giếng.
3.4.1 Hệ thống khai thác vành xuyến.
* Cấu trúc một cột ống theo chế độ vành xuyến
Trong chế độ khai thác này, khí nén được ép vào vùng vành xuyến giữa cột ống
nâng và cột ống chống khai thác, dầu đi lên theo ống nâng.
Khi hệ thống ống nâng này làm việc thì mực chất lỏng trong ống bơm ép sẽ nằm
sát đáy ống nâng. Hiện nay kiểu cấu trúc này được áp dụng phổ biến trên thế giới
Ưu điểm:
-

Đơn giản, gọn nhẹ, sử dụng triệt để cấu trúc của giếng.
Tăng độ bền của ống khai thác.
Dễ dàng nâng cát và vật cứng ở đáy giếng lên mặt đất, dễ xử lý khi có
parafin lắng đọng.

35

Hình 3.7: Cấu trúc vành xuyến 1 cột ống
Nhược điểm:
- Áp suất khởi động lớn (so với chế độ trung tâm).
- Áp suất đáy giếng Pđ giảm đột ngột khi khởi động và dừng nén khí, làm
hư vùng cận đáy giếng và tạo nút cát lấp ống lọc. Để khắc phục nhược
điểm này nhười ta lắp đặt van gaslift khởi động và đặt paker.
* Cấu trúc 2 cột ống: Chia làm 2 loại.
● Cấu trúc 2 cột ống thông thường:
Khí nén được bơm vào vùng không gian vành xuyến giữa ống bơm ép và
ống nâng. Sản phẩm khai thác sẽ theo ống nâng lên mặt đất.
● Cấu trúc 2 ống đặc biệt:
Trong hệ thống này, cột ống bơm ép được phân bậc.Phía dưới là ống có
đường kính nhỏ, còn phần trên cột ống có đường kính lớn.

36

Hình 3.8: Cấu trúc vành xuyến 2 cột ống.
Ưu điểm:
-

Giá thành rẻ.
Khả năng vét cát từ đáy giếng lên miệng giếng tốt hơn.
Giảm được sự tiêu hao năng lượng.

Nhược điểm:
Không thể tăng thêm độ ngập sâu của ống nâng bằng cách thả ống nâng sâu
thêm do đường kính ngoài của ống nâng lớn hơn đường kính ống bơm ép. Để giải
quyết vấn đề này bắt buộc phải kéo toàn bộ hai loại ống lên, sau đó tăng độ dài của
đoạn ống bơm ép có đường kính lớn, rồi lại thả vào giếng.Quá trình tiến hành như vậy
mất nhiều thời gian, hiệu quả kinh tế sẽ giảm.
3.4.2 Hệ thống khai thác trung tâm
Trong chế độ này khí nén được bơm ép vào ống nâng còn sản phẩm đi lên bề
mặt theo khoảng không gian vành xuyến giữa ống nâng và ống chống khai thác đến hệ
thống thu gom và xử lý.

37

Hình 3.9: Cấu trúc trung tâm.
Ưu điểm:
Giảm được áp suất khởi động.
Nhược điểm:
Giảm dộ bền của ống chống và ống khai thác.
Do sản phẩm đi lên theo khoảng không vành xuyến sẽ làm mòn các đầu nối có
chứa nhiều cát, có thể dẩn tới tuột ren và ống.
-

Giảm đường kính cột ống chống khai thác do parafin hay muối tích đọng
trên thành ống.
Áp suất đáy giếng giảm đột ngột khi khởi động và ngừng nén khí.
Khi sản phẩ+-m khai thác có chứa nhiều parafin, parafin sẽ bám dần lên
thành ống chống khai thác và sửa chữa lại giếng vì không thể sử dụng các
phương pháp cơ học thông thường để nạo vét được.

Trên cơ sở phân tích các ưu nhược điểm kể trên, trong thực tế người ta thường
sử dụng hệ thống ống nâng khai thác theo chế độ vành xuyến một cột ống. Tuỳ theo
việc trang bị paker và van ngược trong hệ thống mà chia ra 3 trạng thái cấu trúc cơ bản
sau:
+ Hệ thống khai thác dạng mở (hình 3.9a): Không trang bị paker và van một chiều.
Được áp dụng khi khai thác bằng phương pháp gaslift liên tục.

38

+ Hệ thống ống khai thác dạng đóng (hình 3.9b): Trang bị paker và van một
chiều. Được áp dụng khi khai thác bằng gaslift định kỳ.
+ Hệ thống ống khai thác dạng bán đóng (hình 3.9c): Trang bị paker và không trang
bị van một chiều. Được áp dụng khi khai thác gaslift liên tục.

Hình 3.10: Sơ đố cấu trúc vành xuyến một cột ống
3.5 Các kiểu khai thác gaslift
Dựa vào chế độ nén khí cao áp vào giếng là liên tục hay định kỳ (chu kỳ), có thể
chia phương pháp khai thác dầu bằng gaslift thành gaslift liên tục và gaslift định kỳ.
3.5.1 Gaslift liên tục
3.5.1.1 Nguyên lý làm việc
Khí nén được đưa vào giếng một cách liên tục và dòng sản phẩm khai thác cũng
đưa lên bề mặt một cách liên tục (hình 3.10).

39

Hình 3.11: Nguyên lý hoạt động của giếng gaslift liên tục
Khí nén có thể được đưa vào giếng theo khoảng không vành xuyến giữa cột ống
chống khai thác và ống khai thác (ống nâng), còn hỗn hợp sản phẩm khai thác theo ống
khai thác lên bề mặt (hoặc ngược lại).
Xét trường hợp khí được bơm ép vào giếng theo khoảng không vành xuyến tức
hệ thống khai thác vành xuyến (hình 3.10). Khí nén cao áp sẽ đẩy chất lỏng từ khoảng
không vành xuyến (ngoài cần) vào ống nâng qua các van gas lift đang mở. Khi đó mực
chất lỏng ngoài cần sẽ giảm dần. Khi mực chất lỏng đạt đến độ sâu L 1 của van gas lift
khởi động thứ nhất thì khí sẽ đi vào ống nâng và làm giảm mật độ cột chất lỏng trong
ống nâng từ van gas lift khởi động thứ nhất trở lên.
Khí nén đi qua van thứ nhất thì áp suất tại đây được ổn định dần và mực chất
lỏng ngoài cần giảm đến độ sâu L2 tương ứng. Van thứ hai này phải đặt cao hơn độ sâu
L2 (thường khoảng 20 m) để tạo chênh áp cần thiết cho khí qua van thứ hai.
Lúc này khí nén sẽ qua đồng thời hai van 1 và 2. Nếu thể tích khí nén ngoài cần
nhỏ hơn tổng lượng khí đi qua hai van thì áp suất ngoài cần sẽ giảm. Khi áp suất giảm

40