دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.SC” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی – طراحی فرآیندهای صنایع نفت
عنوان:
مقایسه فنی و اقتصادی روشهای مختلف مرسوم در فرازآوری مصنوعی

چکیده

زمانی که فشار مخزن هیدروکربنی به اندازه کافی نباشد تا جریان نفت را از درون چاه به تأسیسات سرچاهی هدایت نماید یا نرخ تولید آن اقتصادی نباشد سیستم فرازآوری مص نوعی مطرح می گردد. بنابراین عواملی نظیر وضعیت توسعه میادین، استفاده از سیستم های تثبیت فشار، وجود چاه های بستر دریا و عوامل اقتصادی باعث شده اند که سیستم فرازآوری مصنوعی در توسعه میادین نسبت به گذشته کاربرد بیشتری پیدا کند. فاکتورهایی نظیر مشخصات چاه و مخزن، موقعیت میدان، مشکلات عملیاتی، مسائل زیست محیطی و جغرافیایی، نرخ تولید، مشخصات سیال تولیدی و مسائل اقتصادی در انتخاب نوع سیستم فرازآوری مصنوعی مؤثر هستند.

در این پروژه از میان روشهای مختلف فرازآوری، به سیستم فرازآوری با گاز (Gas Lift System) و سیستم پمپ های الکتریکی شناور (Electrical Submersible Pump) که کاربرد بیشتری را دارا می باشند، پرداخته شده است.

همچنین نرم افزاری جهت تعیین مقدار گاز تزریقی و فاصله شیرهای موجود در سیستم فرازآوری با گاز و نیز تعیین مقدار جریان و توان الکتریکی موتور در سیستم پمپهای الکت ریکی شناور تهیه گردیده است.

ضمناً در بحث اقتصادی با استفاده از نرم افزار QUESTOR مقایسه ای بین دو سیستم فرازآوری با گاز و پمپ های الکتریکی شناور برای یکی از میادین نفتی کشور صورت گرفته است که نتایج بررسی نشان داد سیستم پمپ های الکتریکی شناور می تواند اقتصادی تر باشد.

فصل اول

مروری بر فرازآوری مصنوعی

1-1- مقدمه

معمولاً وقتی که چاهی در یک مخزن دست نخورده حفر می شود هیدروکربنها بطور طبیعی به سطح زمین جریان می یابند. در اثر تولید از یک مخزن بطور معمول از فشار مخزن کاسته شده و به میزان آب همراه ن فت تولیدی افزوده شده و درصد گاز تولیدی نیز کم می شود. این عوامل در کنار هم سبب آن می شوند که جریان سیال از چاه کند و نهایتاً قطع شود. به این منظور جهت تقویت تولید در سیستم های تکمیل چاه از سیستم های فرازآوری مصنوعی استفاده می شود. در حقیقت سیستم فرازآوری مص نوعی به سیال درون چاه انرژی می دهد و زمانی که حداقل انرژی برای جریان فراهم شد چاه شروع به تولید می کند.

بر اساس نتایج تحقیقاتی که در سال 1994 صورت گرفت بطور تخمینی نشان می دهد که حدود 900000 چاه با کمک سیستم فرازآوری مصنوعی تولید شده اند .یعنی تنها حدود 7 درصد از چاهها بطور طبیعی تولید شده اند و 93 درصد با کمک سیستم فرازآوری مصنوعی تولید شده اند و این در حالی است که متوسط تولیدی چاهها کمتر از 70 بشکه در روز بوده است.

2-1- دلایل نیاز به سیستم فرازآوری مصنوعی:

زمانی که چاه تولید نمی کند یا نرخ تولید آن اقتصادی نباشد سیستم فرازآوری مصنوعی مورد نیاز است. شکل 1(a) نشان می دهد که فشار مخزن پایین است و سطح استاتیکی سیال بالای چاه است.

شکل 1(b) نشان می دهد که چگونه نصب یک پمپ کوچک در فاصل ه کمی از سطح استاتیکی سیال سبب محدودیت در ایجاد سیستم رانش می شود.

چاه با نرخ q شروع به تولید نموده است . گرادیان فشارهای استاتیک و جریانی در شکلهای 1(a) و 1(b) شبیه هم هستند ضمن آنکه افت فشار اصطکاکی د ر لوله تولیدی با این نرخ جریان پایین، خیلی کم است.

به آسانی مشخص می شود که چنین نرخ تولیدی در زمانی که پمپ در ته چاه نصب شده باشد نیز می تواند اتفاق بیفتد، زیرا هم افت فشار داخل پمپ را سبب می شود و هم سبب افزایش مکش در چاه می شود. فایده اصلی قرار دادن پمپ در قسمت مشبک کاری شده اینست که حداکثر پتانسیل تولید از چاه را می توان بدست آورد (شکل 1(c) که این مس أله سبب تولید از چاه با qmax می شود.

نصب پمپ زیر قسمت مشبک کاری سبب حداکثر میزان مکش و نرخ تولید می شود.

طراحی یک فرازآوری مصنوعی نیازمند آنست که پمپ با نمودار کارآیی جریان ورودی و خروجی منطبق باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.