6.3. Извлечение нефти на поверхность

При наличии в нефтяном пласте достаточного давления, создаваемого нефтяными газами и пластовой водой, нефть поднимается по скважине и изливается на поверхность. При сильном давлении скважина фонтанирует, причем фонтаны нефти иногда отличаются огромной силой и выбрасывают в сутки тысячи тонн нефти. Если фонтан укротить и направить нефть по трубам в резервуары, то эксплуатация такой фонтанирующей скважины оказывается наиболее дешевой, так как в этом случае необходимо только регулировать поступление нефти из скважины. Такая технология добычи наиболее широко применяется в странах Ближнего Востока.

Когда давление в пласте падает, и скважина перестает выбрасывать нефть, то в таких случаях используют глубинонасосный способ. В скважину опускают поршневой или электрический насос до погружения его в нефть (рис. 6.3).

Приводимый в вертикально-поступательное движение поршень (плунжер) при помощи системы всасывающих 1 и нагнетательных клапанов 2 засасывает нефть в цилиндр насоса и выталкивает ее вверх в насосную трубу, по которой она поступает на поверхность. Движение поршня осуществляется при помощи насосной штанги3, которая соединена с балансиром6 станка-качалки. Когда станок-качалка работает, его балансир совершает движения вверх-вниз; вместе с балансиром такие же движения совершает и насосная штанга, двигающая поршень насоса. Станок-качалка и насос работают автоматически, качая нефть круглосуточно в течение нескольких месяцев, до очередного ремонта. Таким способом добывается наибольшее количество нефти в странах СНГ.

Для принудительного подъема нефти из скважины применяют наименее распространенныйкомпрессорный или эрлифтный метод. Сущность его заключается в том, что в скважину опускают две трубы (одну в другую), через одну из которых в скважину нагнетают нефтяной газ. Устремляясь вверх по другой трубе, нагнетаемый газ создает дополнительную подъемную силу, под действием которой нефть изливается из скважины и направляется к резервуарам (рис. 6.4).

К

Рис. 6.4. Схема компрессорной добычи нефти

ак уже отмечалось, приток нефти к скважине и ее фонтанирование являются результатом существующего пластового давления.

Когда нефтяной пласт частично выработан, пластовое давление падает, и нефть перестает притекать к скважине, применяют так называемые вторичные методы добычи – методы оживления скважин. Сущность их заключается в искусственном повышении пластового давления, в сообщении нефтяному пласту дополнительной энергии, под действием которой вновь начинается приток нефти к скважине и даже ее фонтанирование. Для этой цели по старым скважинам или по скважинам, специально заложенным, в нефтяной пласт под большим давлением закачивают воду. Если воду закачивают в пласт через скважины, расположенные по внешним границам нефтяной залежи, то метод называют законтурным заводнением. В этом случае создаваемое давление (12-13 МПа) направлено к центру залежи и оживляет скважины, расположенные в ее центральной части. Если же закачку воды ведут через скважины центральной части нефтяной залежи, т. е. методом внутриконтурного заводнения, вода разделяет залежь на части и создает ряд изолированных очагов высокого пластового давления, обеспечивающих приток нефти к расположенным на них скважинам. Такой метод применяют на месторождениях, занимающих большие площади.

Применение вторичных методов добычи нефти экономически чрезвычайно эффективно. Они резко повышают производительность (дебит) скважин, а также степень извлечения нефти из залежи и, следовательно, использования нефтяных ресурсов. При естественном фонтанировании скважин можно использовать не свыше одной трети содержащейся в залежи нефти. Применение насосного и компрессорного методов повышает отбор нефти из пласта. Применение же новейших, наиболее прогрессивных методов законтурного и внутриконтурного заводнения позволяет извлекать до 70% содержащейся в залежи нефти. При этом во много раз сокращается продолжительность эксплуатации залежи.

Искусственное поддержание пластового давления, обеспечивающее фонтанирование скважин, не только повышает отбор нефти из пласта, но и требует для этого значительно меньшего числа скважин. Там, где вторичные методы добычи не применяют, эксплуатационные скважины располагают очень часто на расстоянии 100-150 м одна от другой; при этом на одну скважину приходится только 2-3 га нефтяной площади. При искусственном поддержании пластового давления скважины располагают на расстоянии в несколько сотен метров одна от другой, а эксплуатируемая одной скважиной нефтеносная площадь возрастает в десять раз. При высокой стоимости и длительности буровых работ сокращение числа скважин дает огромную экономию средств и ускоряет разработку месторождений нефти.

На законтурное и внутриконтурное заводнение расходуется огромное количество воды. Таким образом, большую актуальность приобрела проблема водоснабжения нефтяных промыслов. Искусственное поддержание пластового давления путем закачки в пласт воды практически может широко применяться лишь в районах, хорошо обеспеченных водой. Там, где местные источники водоснабжения недостаточны, приходится использовать водные ресурсы других районов, что усложняет и удорожает водоснабжение.

В отдельных случаях, когда нефть залегает сравнительно неглубоко и отличается большой вязкостью, препятствующей подъему ее по трубам, добычу производят при помощи шахт, вскрывающих нефтеносный пласт. При этом нефть скапливается в шахте и оттуда ее извлекают на поверхность. В подобных случаях практикуется также комбинированная добыча при помощи шахты и скважин: из заложенной шахты в разные стороны проходят скважины, облегчающие приток нефти в шахту. Условия, требующие шахтной добычи нефти, часто встречаются в районах вечной мерзлоты (способствующей увеличению вязкости нефти), например в Ухтинском нефтепромысловом районе (Россия).