За наявності в нафтовому шарі достатнього тиску, утворюваного нафтовими газами і шаровою водою, нафта піднімається свердловиною і виливається на поверхню. При сильному тиску свердловина фонтанує, причому фонтани нафти іноді визначаються величезною силою і викидають за добу тисячі тонн нафти. Якщо фонтан приборкати і спрямувати нафту по трубах у резервуари, то експлуатація такої свердловини є найдешевшою, тому що в такому разі необхідно тільки регулювати надходження нафти зі свердловини. Така технологія видобутку найбільш широко застосовується в країнах Близького Сходу.
|
Рис. 3.7. Схема установки для видобування нафти з використанням
штангових глибинних насосів
Коли тиск у шарі падає і свердловина перестає викидати нафту, то в таких випадках використовують глибиннонасосний спосіб. У свердловину опускають поршневий або електричний насос до занурення його в нафту (рис. 3.7).
|
|
Поршень (плунжер), що приводиться у вертикально-поступальний рух за допомогою системи усмоктувальних 1 і нагнітальних клапанів 2 засмоктує нафту в циліндр насоса і виштовхує її нагору в насосну трубу, по якій вона піднімається на поверхню. Рух поршня здійснюється за допомогою насосної штанги 3, що сполучена з балансиром 6 станка-качалки. Коли станок-качалка працює, його балансир робить рухи вгору-вниз; разом із балансиром такі ж рухи робить і насосна штанга, що рухає поршень насоса. Станок-качалка і насос працюють автоматично, піднімаючи нафту цілодобово протягом декількох місяців, до чергового ремонту. Таким способом видобувається найбільша кількість нафти в країнах СНД.
Для примусового підйому нафти зі свердловини застосовують найменш поширений компресорний або ерліфтний метод. Сутність його полягає в тому, що в свердловину опускають дві труби (одну в другу), через одну з яких у свердловину нагнітають нафтовий газ. Прямуючи нагору по іншій трубі, газ створює додаткову піднімальну силу, під дією якої нафта виливається зі свердловини і направляється до резервуарів (рис. 3.8).
Як уже відзначалося, приплив нафти до свердловини і її фонтанування є результатом існуючого шарового тиску.
Коли нафтовий шар частково відпрацьований, шаровий тиск падає і нафта перестає надходити до свердловини, застосовують так називані вторинні методи видобутку – методи пожвавлення свердловин. Сутність їх полягає в штучному підвищенні шарового тиску, у наданні нафтовому шару додаткової енергії, під дією якої знову починається приплив нафти до свердловини і навіть її фонтанування. Для цієї цілі по старих свердловинах або по свердловинах, спеціально закладених у нафтовий шар, під великим тиском закачують воду. Якщо воду закачують у шар через свердловини на зовнішніх межах нафтового покладу, то метод називають законтурним заводненням. У цьому випадку утворюваний тиск (12-13 МПа) спрямований до центру покладу й оживляє свердловини, розташовані в її центральній частині. Якщо ж закачку води ведуть через свердловини центральної частини нафтового покладу, тобто методом внутрішньоконтурного заводнення, вода розділяє поклад на частини і створює ряд ізольованих осередків високого шарового тиску, що забезпечують приплив нафти до розташованих на них свердловин. Такий метод застосовують на родовищах, що займають великі площі.
|
|
Застосування вторинних методів видобутку нафти економічно надзвичайно вигідне. Вони різко підвищують продуктивність (дебіт) свердловин, а також ступінь вилучення нафти з покладу і, отже, використання нафтових ресурсів. За умов природного фонтанування свердловин можна використовувати не більше третини нафти, що утримується в покладі. Застосування насосного і компресорного методів підвищує відбір нафти із шару. Застосування ж новітніх, найбільш прогресивних методів позаконтурного і внутрішньоконтурного заводнення дозволяє витягати до 70% нафти, що утримується в покладі. При цьому багаторазово скорочується тривалість експлуатації покладу.
Штучна підтримка шарового тиску, що забеспечує фонтанування свердловин, не тільки підвищує здобуток нафти із шару, але й потребує для цього значно меншої кількості свердловин. Там, де вторинні методи видобутку не застосовують, експлуатаційні свердловини розташовують дуже часто на відстані 100-150 м одна від одної; при цьому на одну свердловину припадає тільки 2-3 га нафтової площі. За умов штучної підтримки шарового тиску свердловини розташовують на відстані в декілька сотень метрів одна від одної, а нафтоносна площа, що експлуатується однією свердловиною, зростає в десять разів. При високій вартості й тривалості бурових робіт скорочення кількості свердловин дає величезну економію засобів і прискорює розробку родовищ нафти.
На позаконтурне і внутрішньоконтурне заводнення витрачається величезна кількість води. Таким чином, велику актуальність набула проблема водопостачання нафтових промислів. Штучна підтримка шарового тиску шляхом закачки в шар води практично може широко застосовуватися лише в районах, добре забезпечених водою. Там, де місцеві джерела водопостачання недостатні, доводиться використовувати водяні ресурси інших районів, що ускладнює й удорожчує водопостачання.
В окремих випадках, коли нафта залягає порівняно неглибоко і відзначається великою в’язкістю, що перешкоджає її підйому по трубах, видобуток здійснюють за допомогою шахт, які розкривають нафтоносний шар. При цьому нафта накопичується в шахті і звідти її вилучають на поверхню. У подібних випадках практикується також комбінований видобуток за допомогою шахти і свердловин: із закладеної шахти в різні боки проходять свердловини, що полегшують приплив нафти в шахту. Умови, що потребують шахтного видобутку нафти, часто зустрічаються в районах вічної мерзлоти (яка сприяє збільшенню в’язкості нафти), наприклад, в Ухтинському нафтопромисловому районі (Росія).