Газлифт — метод подъёма жидкости скважиной¶
Газлифт — метод подъёма жидкости из скважины, при котором в насосно-компрессорные трубы (НКТ) закачивается газ (обычно природный), снижающий плотность столба жидкости и создающий разность давлений, обеспечивающую выток продукта на поверхность. Относится к способам фонтанирования с газлифтным подъёмом и применяется преимущественно в нефтедобыче при эксплуатации скважин с низким пластовым давлением, недостаточным для самостоятельного фонтанирования, а также на поздних стадиях разработки месторождений.
¶Принцип действия
Принцип газлифта основан на законе сообщающихся сосудов и газовом законе Бойля — Мариотта. При закачке сжатого газа в кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной (или непосредственно в НКТ) газ через перфорацию или клапаны поступает в поток скважинной жидкости, образуя газожидкостную смесь. Пузырьки газа снижают среднюю плотность столба — например, с 1000 кг/м³ до 300–600 кг/м³, что уменьшает забойное давление, требуемое для подъёма жидкости. Создаваемая разность давлений между пластом и устьем обеспечивает приток и вынос продукта на поверхность.
Ключевые условия эффективности газлифта:
- наличие пластовой энергии (пластового давления), достаточного для вытеснения облегчённой смеси;
- подача газа в объёме, обеспечивающем оптимальное газосодержание (как правило, 40–80 % по объёму в подъёмной части);
- поддержание давления закачки выше давления в скважине.
¶Виды газлифта
По способу подачи газа различают:
- Кольцевой газлифт — газ закачивается в кольцевое пространство между НКТ и обсадной колонной, поступает в НКТ через клапаны (газлифтные клапаны) на определённой глубине. Наиболее распространённый вариант.
- Трубный газлифт — газ подаётся по НКТ, а смесь поднимается по кольцевому пространству.
- Комбинированные схемы — с одновременной закачкой в оба канала.
По способу регулирования притока газа:
- клапанный газлифт — с газлифтными клапанами, настроенными на определённое давление открытия;
- бесклапанный (перфорированный) — газ поступает через перфорацию НКТ; применяется реже из-за сложности регулировки.
По стадии пуска скважины:
- периодический (поршневой) пуск — при запуске скважины после остановки;
- непрерывный газлифт — основной режим работы.
¶Установка и оборудование
Для газлифтной эксплуатации на устье скважины устанавливают сальниковую головку с газлифтными клапанами, газлифтный замок, манифольд закачки газа и сепаратор. Газ подаётся от компрессорной станции, работающей на природном или попутном нефтяном газе. Глубина установки газлифтных клапанов определяется расчётом и может составлять от нескольких сотен до 2000–3000 м.
Газлифтные клапаны — ключевой элемент системы. Они делятся на:
- нерегулируемые — с фиксированным давлением открытия;
- регулируемые (настраиваемые) — с возможностью изменения давления открытия;
- термокомпенсированные — учитывают температурные изменения;
- электронные (интеллектуальные) — с датчиками и электронным управлением, позволяющими адаптировать работу к изменяющимся условиям.
¶Область применения
Газлифт применяется в следующих случаях:
- на скважинах с низким пластовым давлением, когда фонтанирование невозможно;
- при высоковязкой нефти (в сочетании с нагревом или химическими реагентами);
- на морских месторождениях, где ограничены площади и вес оборудования;
- при необходимости регулирования дебита скважины;
- для пуска скважин после ремонта или остановки.
По данным отраслевой статистики, в России газлифтная эксплуатация применяется на значительной части скважин Западной Сибири, Татарстана, Башкортостана. На месторождениях Татарстана (Ромашкино, Ново-Елховское) газлифт известен с 1950-х годов и стал одним из основных способов подъёма.
¶Достоинства и ограничения
Достоинства:
- надёжность и простота конструкции;
- возможность работы на глубинах до 3000 м и более;
- регулируемость дебита;
- применимость при высокой газосодержании и песконосности продукта;
- относительно низкие капитальные затраты по сравнению с электронасосами.
Ограничения:
- необходимость наличия компрессора и источника газа;
- снижение эффективности при малых глубинах залегания пласта;
- энергоёмкость закачки газа;
- сложность работы при очень вязкой нефти без дополнительных мер.
¶История в России
В СССР газлифт получил широкое распространение с 1950-х годов при разработке нефтяных месторождений Поволжья и Урала. Основные исследования и внедрение связаны с работами ВНИИНефтегаза, «Татнефти», «Башнефти». В 1960–1970-е годы газлифт стал одним из основных способов вторичного и третичного подъёма на зрелых месторождениях. В настоящее время в России разрабатываются интеллектуальные газлифтные системы с дистанционным управлением и телеметрией.
Источники:
- «Нефтепромысловое дело» — учебник под ред. В. И. Сафронова
- «Добыча нефти» — под ред. Р. Х. Муслимова
- ГОСТ Р 52807-2007 «Нефть. Термины и определения»
- «Разработка нефтяных месторождений» — под ред. К. А. Чаржавина
- Материалы журнала «Нефтяное хозяйство»