Tải bản đầy đủ
2 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác bằng gaslift

2 Sơ đồ nguyên lý cấu trúc hệ thống ống khai thác bằng gaslift

Tải bản đầy đủ

49

Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc hệ thống khai thác bằng Gaslift
4.2.2 Giếng khai thác Gaslift theo chế độ vành xuyến
* Cấu trúc một cột ống: cột ống thả vào giếng chính là cột ống khai thác, còn
cột ống chống khai thác sẽ là cột ống bơm ép. Khí nén được bơm ép vào vùng vành
xuyến giữa cột ống khai thác và cột ống chống khai thác. Như vậy mực chất lỏng khi
giếng làm việc sẽ nằm ngay tại đáy ống.
+ Ưu điểm cấu trúc một cột ống theo chế độ vành xuyến:
- Đơn giản, gọn nhẹ, sử dụng triệt để cấu trúc của giếng.
- Tăng độ bền của ống khai thác.
- Dễ nâng cát và vật cứng ở đáy giếng lên mặt đất.
- Dễ xử lý khi có parafin lắng đọng.
- Thuận lợi khi trang bị van Galift khởi động.
+ Nhược điểm :
- Áp suất khởi động lớn (so với chế độ trung tâm).
- Áp suất đáy giếng giảm đột ngột khi khởi động và ngừng nén khí làm hư hỏng
vùng cận đáy giếng và tạo nút cát lấp ống lọc. Để khắc phục nhược điểm này người ta
lắp van Gaslift khởi động và lắp đặt Paker.
* Cấu trúc hai cột ống: 2 cột ống khai thác thả lồng vào nhau, khí được ép vào
vùng không gian vành xuyến giữa hai cột ống, còn hỗn hợp sản phẩm khai thác đi lên

50
theo ống nằm bên trong. Như thế cột ống ngoài được gọi là cột ống bơm ép (cột ống
thứ nhất), còn cột ống bên trong được gọi là cột ống khai thác (cột ống thứ hai).
+ Ưu điểm của cấu trúc hai cột ống:
- Chế độ khai thác với dao động áp suất làm việc ít (vì thế vùng khoảng không
vành xuyến giữa hai cột ống nhỏ hơn so với cấu trúc một cột ống).
- Cột ống chất lỏng ở vùng khoảng không vành xuyến giữa cột ống thứ nhất và
cột ống khai thác có tác dụng điều hoà chế độ làm việc của giếng.
+ Nhược điểm: kết cấu phức tạp, chi phí tốn kém, mất nhiều thời gian khi kéo
thả cột ống.
4.2.3 Giếng khai thác Gaslift theo chế độ trung tâm
Khí nén được bơm ép vào cột ống khai thác, còn dòng hỗn hợp sản phẩm khai
thác theo vùng vành xuyến đi lên bề mặt đến hệ thống thu gom và xử lý.
+Ưu điểm:
- Giảm được áp suất khởi động.
- Đơn giản gọn nhẹ sử dụng triệt để cấu trúc của giếng.
+ Nhược điểm:
- Giảm độ bền của ống chống khai thác.
- Giảm độ bền của ống khai thác (do vật cứng mài mòn đầu nối giữa các cột
ống khai thác hay ăn mòn kim loại).
- Giảm đường kính cột ống chống khai thác do parafin hay muối lắng đọng trên
thành ống.
- Khó xử lý khi parafin lắng đọng.
- Áp suất đáy giếng giảm đột ngột khi khởi động và ngừng nén khí.
Trên cơ sở các ưu nhược điểm kể trên trong thực tế thường sử dụng chế độ cột
ống 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 4.3a): Không trang bị paker và van một
chiều, áp suất khởi động lớn hơn áp suất khí nén, áp dụng khi khai thác bằng phương
pháp Gasilft liên tục.

51
+ Hệ thống ống khai thác dạng bán đóng (Hình 4.3c): Trang bị paker không
trang bị van một chiều, áp dụng khi khai thác bằng Gaslift định kỳ.

a-Dạng mở

b-Dạng đóng

c-Dạng bán đóng

Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc vành xuyến một cột ống
4.2.4 Lựa chọn hệ thống ống nâng cho giếng thiết kế
Trên cơ sở phân tích các đặc điểm và ưu nhược điểm của các kiểu cấu trúc hệ
thống ống nâng ta chọn cho giếng thiết kế kiểu cấu trúc một cột ống khai thác theo chế
độ vành xuyến vì những lý do sau đây:
+ Vỉa sản phẩm được cấu tạo bởi đất đá tương đối bền vững: sét, bột, cát kết xen
kẽ các lớp đá vôi mỏng và sét vôi, nên ít khi gây ảnh hưởng cho ống chống khai thác.
+ Giếng có chiều sâu trung bình nên có thể áp dụng các điều kiện kỹ thuật hiện đại
để trang bị cũng như điều khiển quá trình khai thác giảm áp suất ở mức yêu cầu, đảm
bảo cát chảy vào giếng không tạo thành nút cát. Mặt khác có thể khắc phục được các
nhược điểm của cấu trúc một cột ống khai thác bằng cách sử dụng van gaslift và đặt
paker.
+ Sử dụng cẩu trúc một cột ống còn mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với cấu
trúc hai cột ống.
+ Rất tiện lợi khi sử dụng van gaslift để giảm áp suất khởi động.
4.3 Tính toán cột ống nâng
Khi khai thác bằng khí nén nguồn năng lượng cần thiết để nâng chất lỏng từ
giếng là nguồn năng lượng con người cung cấp từ mặt đất (năng lượng khí nén).

52
Nhiệm vụ của tính toán khai thác Gaslift là đảm bảo chi phí năng lượng nhỏ nhất, khai
thác được lượng sản phẩm lớn nhất từ vỉa.
Để thu được khối lượng chất lỏng cần thiết cần phải tính toán và xác định được:
+ Độ dài cột ống nâng: L (m).
+ Đường kính của ống nâng: d (mm).
+ Khối lượng tối ưu của nhân tố làm việc để ép khí xuống.
Những số liệu ban đầu cần thiết để phục vụ cho công tác tính toán đối với
giếng:
+ Áp suất vỉa: Pv (at).
+ Hệ số sản phẩm: K (T/ng.đ.at).
+ Chênh áp cho phép: ∆ P (at).
+ Lưu lượng lớn nhất có thể: Q (T/ng.đ).
+ Trọng lượng riêng của chất lỏng trong giếng: λ l (g/cm3).
+ Yếu tố khí: G0 (m3/T).
+ Hệ số hoà tan của khí: α .
+ Áp suất làm việc của trạm phân phối khí: Plv (at).
+ Trọng lượng riêng của dầu: γ d (g/cm3).
Thực tế định luật chuyển động của chất lỏng theo cột ống nâng ở giếng Gaslift
cũng như giếng khai thác tự phun. Vì vậy các phương pháp tính toán để xác định các
thông số cơ bản của cột ống nâng trong khai thác bằng phương pháp Gaslift cũng
tương tự như tính toán của cột ống nâng trong quá trình tự phun.
Ở điều kiện thực tế khi khai thác không khống chế lưu lượng hoặc do một số
nguyên nhân về địa chất và kỹ thuật mà phải khống chế lưu lượng nên các phương
pháp tính toán cho mỗi trường hợp cũng khác nhau.
Đối với những giếng khai thác không khống chế được lưu lượng thì lượng khai
thác sẽ phụ thuộc vào lưu lượng khí ép cho phép.
4.3.1 Tính toán cột ống nâng khi khống chế lưu lượng khai thác
a Xác định chiều dài cột ống nâng L(m)
Chiều dài cột ống nâng được xác định theo công thức Krulov :