Концепция управления двухступенчатой газлифтной скважиной

Многоступенчатые газлифтные скважины применяются в более глубоких скважинах. В это время газлифтная труба изготавливается в виде каскадов, а нефть добывается этими каскадами, порционно. Несмотря на то, что используется название многоступенчатые газлифтные скважины, эти скважины в основном бывают двухступенчатыми. Обычно первый каскад принимается коротким, чтобы предотвратить обратный поток жидкости в пласт и обеспечить низкое рабочее давление. При этом каждая ступень работает самостоятельно. Многоступенчатый метод газлифтной нефтедобычи обеспечивает очень большую эффективность в снижении потерь.

Принцип работы двухступенчатой газлифтной скважины следующий: сначала в пласт закачивается сжатый газ, который впоследствии заполняет трубу лифта. Как только эта труба заполняется, продукт поступает в следующую трубу на ступени. Подача газа прекращается после того, как эта ступень заполняется и газ по трубопроводу перекачивается только в трубу лифта на второй ступени. В результате нефтегазовая смесь, содержащаяся в этой трубе, становится добытой. После полного опустошения трубы подача газа сюда прекращается, и газ перекачивается обратно в пласт. Этот процесс продолжается периодически. Строение двухступенчатой газлифтной скважины представлена ниже на рисунке 1.

Рис. 1. Двухступенчатая газлифт скважина

Двухступенчатые газлифтные скважины выполняются в виде двух ступеней. В соединительной части этих ступеней устанавливается обратный клапан, который предотвращает повторное попадание смеси на нижнюю ступень при извлечении нефти со второй ступени. Сначала газ перекачивается через трубопровод 3 в трубопровод 1 1-го уровня. По мере увеличения расхода газа нефть из пласта смешивается с газом и сначала заполняет 1-ую ступень. Затем подача газа в трубу 3 прекращается, а через трубу 4 газ перекачивается в трубу 2 2-ой ступени. В это время обратный клапан закрывается, предотвращая возвращение смеси обратно в пласт в противоположном направлении. Таким образом, смесь нефти и газа получается добытой.

Рис. 2. Структурная схема управления скважины

На рисунке 2 показана известная схема P&ID контролируемого управления двухступенчатым газлифт подъемником. Схема P&ID (Piping and Instrument Design) позволяет указать все оборудование, используемое в управлении, где они расположены и какие управляющие сигналы используются. Как видно из рисунка, во всех трех линиях, а именно на первой ступени, на второй ступени и в трубе нефтедобычи, размещены приемопередатчики. Они были названы как FT1, FT2 и FT3 соответственно. Кроме того в системе также имеются контроллеры FC1 и FC2. Эти контроллеры имеют функцию передачи соответствующего сигнала на клапаны для перекачки газа на первую и вторую ступень соответственно. Контроллер FC1 формирует сигнал воздействия на клапан в соответствии с сигналами от передатчиков FT1 и FT3. Сигналы от передатчиков являются электрическими сигналами, а сигнал, принимаемый клапаном, является пневматическим сигналом. Контроллер FC2 генерирует выходной сигнал, пропорциональный входящему сигналу от передатчиков FT2 и FT3 соответственно.