Il sistemi di produzione artificiale sono i processi utilizzati nei pozzi petroliferi per aumentare la pressione all'interno del giacimento e quindi essere in grado di favorire la risalita del petrolio in superficie.
Quando l'energia naturale dell'impulso del serbatoio non è abbastanza forte da spingere l'olio in superficie, viene utilizzato un sistema artificiale per ottenere più materiale.
Mentre alcuni pozzi contengono una pressione sufficiente perché l'olio salga in superficie senza stimolazione, la maggior parte non lo fa, richiedendo un sistema artificiale..
Del milione stimato di pozzi di petrolio e gas prodotti nel mondo, solo il 5% scorre naturalmente, rendendo quasi tutta la produzione mondiale di petrolio e gas dipendente da operazioni efficienti dei sistemi di produzione artificiale..
Anche per quei pozzi che inizialmente hanno un flusso naturale in superficie, quella pressione si esaurisce nel tempo. Per loro è richiesto anche l'uso di un sistema artificiale..
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Sebbene esistano diversi metodi per ottenere la produzione artificiale, i due principali tipi di sistemi artificiali sono i sistemi di pompaggio e i sistemi di sollevamento a gas..
Ad esempio, negli Stati Uniti, l'82% dei pozzi utilizza bilancieri meccanici, il 10% utilizza l'ascensore a gas, il 4% utilizza pompe sommerse elettriche e il 2% utilizza pompe idrauliche..
Questo sistema utilizza apparecchiature in superficie e al di sotto di essa per aumentare la pressione e spingere gli idrocarburi verso il suolo. Le pompe meccaniche sono i ben noti bilancieri visti nei pozzi petroliferi onshore.
In superficie, il bilanciere oscilla avanti e indietro. È collegato a una catena di aste chiamate ventose, che affondano nel pozzo.
Le aste della ventosa sono collegate alla pompa dell'asta della ventosa, che è installata come parte dei tubi vicino al fondo del pozzo.
Quando il bilanciere oscilla, questo aziona la catena dell'asta, l'asta della ventosa e la pompa dell'asta della ventosa, funzionando in modo simile ai pistoni all'interno di un cilindro..
La pompa a ventosa solleva l'olio dal fondo del pozzo alla superficie. Generalmente, le unità di pompaggio sono alimentate elettronicamente o mediante un motore a benzina, chiamato motore primo..
Affinché il sistema di pompaggio funzioni correttamente, viene utilizzato un riduttore di velocità per garantire che l'unità di pompaggio si muova in modo costante.
Questo sistema di pompaggio applica una pompa idraulica dal fondo del pozzo, al posto delle aste di aspirazione, per portare l'olio in superficie. La produzione è forzata contro i pistoni, facendo sì che la pressione e i pistoni sollevino i fluidi in superficie.
Simile alla fisica applicata alle ruote idrauliche che azionano gli antichi mulini, l'energia naturale viene utilizzata all'interno del pozzo per portare la produzione in superficie..
Le pompe idrauliche sono generalmente costituite da due pistoni sovrapposti, collegati da un'asta che si muove su e giù all'interno della pompa..
Sia le pompe idrauliche di superficie che le pompe idrauliche sotterranee sono azionate da olio pulito, precedentemente estratto dal pozzo..
La pompa in superficie invia l'olio pulito attraverso i tubi alla pompa idraulica installata nel sottosuolo nella parte più bassa della catena di tubi. I fluidi di giacimento vengono inviati in superficie da una seconda catena parallela di tubi.
I sistemi di pompaggio sommergibili elettrici impiegano una pompa centrifuga al di sotto del livello dei fluidi del giacimento. Collegata ad un lungo motore elettrico, la pompa è composta da più giranti, o pale, che muovono i fluidi all'interno del pozzo..
L'intero sistema è installato nella parte inferiore della catena di tubi. Un cavo elettrico percorre la lunghezza del pozzo e collega la pompa a una fonte di elettricità in superficie.
L'elettropompa sommersa applica una produzione artificiale facendo ruotare le giranti sull'albero della pompa, che esercitano una pressione sui fluidi circostanti, costringendoli a risalire in superficie.
Le pompe sommerse elettriche sono produttori di massa e possono sollevare più di 25.000 barili di fluidi al giorno.
Essendo un sistema di produzione artificiale emergente, il gas lift inietta gas compresso nel pozzo per ripristinare la pressione, facendolo produrre. Anche quando un pozzo scorre senza ascensore artificiale, spesso utilizza una forma naturale di sollevamento a gas..
Il gas iniettato, principalmente azoto, riduce la pressione sul fondo del pozzo diminuendo la viscosità dei fluidi nel pozzo. Questo, a sua volta, fa fluire i fluidi più facilmente in superficie. Tipicamente, il gas che viene iniettato è lo stesso gas riciclato che viene prodotto nel pozzo petrolifero.
Sebbene abbia pochissime unità in superficie, questo sistema è la scelta ottimale per applicazioni offshore. Downhole, il gas compresso viene iniettato nell'anello del tubo, entrando nel pozzo attraverso numerosi punti di accesso, chiamati valvole di sollevamento del gas..
Quando il gas entra nel tubo in queste diverse fasi, forma bolle, scarica i fluidi e diminuisce la pressione..
Per ottenere il massimo potenziale di sviluppo da qualsiasi pozzo di petrolio o gas, è necessario selezionare il sistema di produzione artificiale più efficiente. I criteri utilizzati storicamente per selezionare il sistema artificiale per un particolare pozzo variano ampiamente nel settore:
- Esperienza dell'operatore.
- Quali sistemi artificiali sono disponibili per le strutture in alcune aree del mondo.
- Il sistema artificiale che sta operando nei pozzi contigui o simili.
- Determina quali sistemi verranno implementati alla velocità desiderata e dalle profondità richieste.
- Valuta elenchi di vantaggi e svantaggi.
- Sistemi esperti per scartare e selezionare i sistemi.
- Valutazione dei costi iniziali, dei costi operativi, delle capacità produttive, ecc. con l'uso dell'economia come strumento di selezione, solitamente sulla base del valore attuale.
Nella maggior parte dei casi, il sistema di produzione artificiale che ha funzionato meglio in campi simili funge da criterio di selezione. Inoltre, le attrezzature ei servizi disponibili possono facilmente determinare quale sistema di produzione artificiale verrà applicato..
Tuttavia, quando parte dello scenario richiederebbe costi significativi per mantenere alti tassi di produzione nei pozzi, è prudente considerare la maggior parte dei metodi di valutazione e selezione disponibili..
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