انواع روشهای فرازآوری مصنوعی
لزوم استفاده از روشهای فرازآوری مصنوعی در چاههای ایران
با افزایش تولید از مخزن، به مرور زمان فشار سیال درون مخزن کاهش مییابد. این کاهش فشار باعث کاهش دبی تولید و حتی مردن چاه میشود؛ چرا که فشار تهچاهی باید به اندازهای باشد که بتواند سیال داخل ستون چاه را به سطح برساند (تولید طبیعی). اگر انرژی مخزن کاهش یابد به طوری که چاه نتواند جریان طبیعی داشته باشد، استفاده از روشهای فرازآوری مصنوعی (Artificial Lift) ضروری میشود.
فرازآوری مصنوعی روشی برای افزایش انرژی جریانی نفت درون چاه برای رسیدن به سطح با دبی و فشار مورد نیاز تأسیسات سطحی میباشد. این افزایش انرژی میتواند از طریق کاهش افت فشار هیدرواستاتیک سیال ستون چاه توسط تزریق گاز (Gas Lift) باشد و یا از طریق افزایش انرژی فشاری سیال ستون چاه به کمک پمپهای درونچاهی (Pumps).
نکته مهم: در بسیاری از چاههای ایران به دلیل افت فشار مخزن یا آبی شدن چاهها یا سایر عوامل، استفاده از روشهای فرازآوری مصنوعی روزبهروز ضروریتر میشود.
پیشنهاد ویژه: دوره آموزشی روشهای فرازآوری مصنوعی در ایران (گس لیفت، پمپ ESP و پمپ SRP)
۱) فرازآوری مصنوعی با گاز (GL: Gas Lift)
در روش فرازآوری با گاز، گاز طبیعی با فشار بالا از سطح تزریق شده و سپس این گاز از طریق شیرهای فرازآوری (Gas Lift Valve) وارد لوله مغزی شده و با نفت تولیدی ترکیب میشود؛ بنابراین سیال سبکتر شده و افت فشار در طول مسیر جریان کاهش مییابد. فرازآوری با گاز به دو روش پیوسته و متناوب صورت میپذیرد. نکته مهم در این روش، بهینهسازی فشار و دبی گاز تزریقی، تعداد شیرهای تزریق و عمق مناسب این شیرها در ستون چاه میباشد.
تمام شبیهسازیهای مرتبط با روش فرازآوری با گاز توسط نرمافزارهای Pipesim یا Prosper انجام میشود.
پیشنهاد ویژه: آموزش نرمافزار Prosper
پیشنهاد ویژه: آموزش نرمافزار Pipesim
۲) پمپ میلهای مکشی (SRP: Sucker Rod Pump)
از پمپها به منظور افزایش فشار سیال درون چاه و غلبه بر افت فشارهای مسیر استفاده میشود. موتور در سطح قرار دارد و برای اتصال موتور به پمپ، از یک رشته میله (Rod) استفاده میشود. کارکرد پمپ SRP بر اساس حرکت رفتوبرگشتی این رشته میله میباشد. با توجه به سرعت حرکت رفتوبرگشتی این رشته میله (Stroke Per Minute – SPM)، دبی چاه نیز تعیین میشود.
تمام شبیهسازیهای مرتبط با روش SRP عموماً توسط نرمافزارهای Pipesim یا Prosper یا RODSTAR انجام میشود.
۳) پمپ خلأ پیشرونده (PCP: Progressive Cavity Pump)
این نوع پمپ نیز همچون پمپ SRP دارای میله میباشد که کارکرد آن وابسته به چرخش میله (و نه حرکت رفتوبرگشتی) است.
۴) پمپ الکتریکی درونچاهی (ESP: Electrical Submersible Pump)
پمپ ESP بر خلاف دو نوع پمپ قبلی نیازی به رشته میله برای پمپاژ سیال ندارد. پمپ شناوری که در سیستم ESP به کار میرود، یک پمپ سانتریفیوژی چند مرحلهای است که در حالت عمودی کار میکند. الکتریسیته از سطح توسط کابل الکتریکی که با لوله مغزی رانده میشود به موتور هدایت میشود. سیال تولیدی بعد از اینکه تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز ناشی از سرعت بالای چرخش پروانه (Impeller) قرار میگیرد، انرژی جنبشی خود را در قسمت دیفیوزر از دست میدهد و در این نقطه انرژی جنبشی سیال به انرژی فشاری تبدیل میشود.
رایجترین نوع پمپ مورد استفاده در ایران، پمپهای ESP هستند که برای طراحی این نوع پمپ عموماً از نرمافزار SubPump استفاده میشود. البته امکان شبیهسازی با نرمافزارهای Pipesim و Prosper نیز وجود دارد.
۵) پمپ درونچاهی هیدرولیکی (HP: Hydraulic Pump)
در این روش یک سیال با فشار بالا از سطح زمین به درون چاه پمپ میشود. فشار سیال تزریقی، موتور هیدرولیکی سیستم پمپ HP را کار میاندازد.
۶) جت پمپ (Jet Pump)
اگرچه یک روش هیدرولیکی برای فرازآوری مصنوعی از چاه است اما اصول آن کاملا با سایر پمپهای درونچاهی بدون میله متفاوت است. اجزای درونچاهی این پمپ انرژی جریان جت سیال با سرعت بالا که از سطح زمین پمپ میشود را به توان لازم جهت پمپاژ سیالات درونچاهی تبدیل میکنند. جت پمپ، تنها پمپ درونچاهی بدون قطعات متحرک است.
آینده چاههای ایران و دنیا، فرازآوری مصنوعی است! شما نیز میتوانید از همین الآن خود را مجهز به یکی از «مهارتهای آیندهدار مهندسی نفت» کنید.
دیدگاهتان را بنویسید