导言:成熟领域的挑战

随着油气田的老化,自然储油层压力下降,使得经济产率越来越难以维持. 占全球产出相当一部分的成熟田往往需要干预来维持盈利能力. 强化人工提升系统已经成为一种关键解决方案,使操作者能够高效地提取剩余的碳氢化合物. 这些系统不仅促进恢复,而且还延长了田间寿命,推迟了对昂贵的新钻探项目的需求. 本条探讨了人工提升技术的最新进步,优化策略,以及成熟的野外作业的实际效益.

人工起重技术基础

人工升力是指用于增加水库和井井之间压力差,鼓励流体流向地表的任何方法。在成熟的田间,自然驱动机制与mdash;如溶液气体驱动、水驱动或重力排水与mdash;往往耗尽。 没有人工升力,井可能停止生产或产生不经济的低速。 升力系统的选择取决于水库特性、流体特性、井深和操作条件。

通常的系统包括棒泵(梁泵)、电动潜水泵(ESP)、进化腔泵(PCP )、液压泵和气升力,每个系统都有优点和局限性,例如,棒泵对浅井来说是坚固的,成本效益高,但深度能力有限,电动泵处理高流率和深井,但对固体和气体含量敏感,气体升力多用途,但需要持续供应高压气体。

强化人工提升技术:超越基础

最近的创新大大提高了人工升降系统的性能和可靠性,这些先进技术应对了诸如缩放、腐蚀、气体干扰和能源低效率等重大挑战。

可变速度驱动器( VSD)

VSD允许精确控制泵速,使操作人员能够将生产速度与储油层的流入条件相匹配。 通过降低不必要的循环和优化运动性能,VSD可以在延长设备寿命的同时将能量消耗削减高达30%,还有助于管理气弹喷射,降低下洞组件的机械压力。

智能传感器和IoT集成

通过下洞传感器和表面数据获取系统进行实时监测,可以持续地洞察泵性能,流体水平和运动健康. Internet of Tthings(IOT)平台可以进行预测分析,提醒操作者在故障发生前可能发生的故障,这种方法可以最大限度地减少计划外的故障时间,降低维护成本. 例如,像Weatherford[和SLB这样的公司提供综合数字人工升降解决方案,利用机器学习来优化.

高级材料和装饰

腐蚀、侵蚀和缩放在恶劣的井环境里降解人工升降设备,强化材料如防腐蚀合金、陶瓷粘合轴承和弹性复合材料延长运行寿命,例如,具有防磨级和气体处理分离器的ESP在沙量高或自由气体高的田地中现在已是标准标准,这些改进降低了故障率和所有权总成本。

优化人工提升生产战略

单靠部署先进硬件是不够的。 操作员必须采取综合整体的战略,将水库、井和地面设施管理结合起来。

后备-中央电梯设计

持续分析储油层压力、温度和液态性(如气油比、水切、粘度)为升降系统的选择和调整提供了依据。 例如,储油层压力下降的水井可能会随着条件的变化从自然流向升降气,然后向静电泵或电棒泵过渡。 在高水切开率的油田,下孔油水分离系统可以降低升降成本和地面处理要求。

自动化和遥控

自动化平台允许根据下洞条件对泵速度,气注入率,阀门设置进行实时调整,从而减少了人工干预的需要,并优化了一个字段的产量. 现代监督控制和数据获取(SCADA)系统与Directus[]无头CMS集成,用于集中数据可视化,使操作人员能够从单一仪表板上监控升降性能.

主动维护和可靠性工程

预定的检查、组件升级和故障分析对于最大限度的提升时间至关重要。 振动分析、电动机当前信号分析和热成像等技术有助于检测早期磨损迹象。 以可靠性为中心的维护(RCM)方案将关键设备列为优先,减少计划外的故障。 许多操作人员现在利用人工升降系统的数字双胞胎模拟操作情景和计划干预。

增强人工升降的实际世界效益

实施这些技术和战略,在成熟的外地行动中产生可衡量的成果。

回收率提高

通过优化升降性能,运营商可以从现有井中再回收5—15%的原油(OOIP ) 。 在珀米亚盆地,一些运营商报告在经过先进的ESP和可变频盘的改造后,增量回收率高达20%。

扩展字段寿命

有效的人工升降可以推迟10-20年,特别是在与填充钻探和强化石油回收(EOR)方法相结合的情况下。 这延长了成熟资产的经济寿命,并最大限度地提高了资本投资回报。

成本效率

自动化和预测性维护降低了运行支出。 降低故障率意味着工作减少、停工时间减少以及环境风险降低。 通过VSD进行能源管理也降低了电费,这可以占高水压井升水支出的30-50%。

环境惠益

系统效率的提高通过降低能源消耗来减少温室气体排放,此外,井干预和表面设备的减少意味着场地足迹较小,甲烷泄漏减少,支持工业净零目标。

案例研究:加强行动提升

几个操作者成功地在成熟的田间安装了强化的人工升力。 例如,墨西哥湾的一家主要操作者使用 OnePetro[ — — 记录了重新设计其气体升力系统的案例研究,其中安装了智能阀门,根据实时压力数据调整下孔注射,结果生产增加了10%,燃气消耗减少了20%。 中东的另一个例子包括将老化的杆泵井转换为电动泵,进行自动化监测,在保持高原生产的同时,将升力成本降低15%。

未来趋势:数字化和人工智能

人工升降的下一个前沿在于数字化和AI. 云基平台集成井数据,储量模型,操作分析为一体,推荐最佳升降设置. 机器学习算法预测故障时间要提前30天,能够及时进行维护. 边际计算甚至可以在连接有限偏远地区进行实时控制. IOT,数字双胞胎和AI的融合将使人工升降系统越来越自主,进一步提高效率.

结论:解锁自然场潜力

强化人工提升系统对于优化成熟田间生产是不可或缺的。 从先进驱动系统和智能传感器到综合自动化和预测性维护,这些技术赋予运营商从资产基础中提取更多价值的能力。 通过投资强化提升提升和采用数据驱动方法,石油和天然气公司可以延长田间寿命,改善恢复,减少环境影响和mdash;所有这一切,同时在竞争性市场中保持经济活力。 随着技术的不断发展,人工提升的作用只会增长,成为未来几年成熟田间管理的基石。