Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Перспективы развития нефтегазовой отрасли и способы нефтедобычи в России 8
1.1. Современное состояние нефтедобывающей отрасли 8
1.2.Основные способы добычи нефти и факторы, определяющие надежность станков-качалок 11
1.3.Краткая характеристика объекта исследования 16
1.4. Общая характеристика региона и особенности грунтовых условий эксплуатации станков-качалок 21
1.5.Анализ работы станков-качалок на объекте исследования 26
Выводы по главе 1 30
Глава 2. Тепловое взаимодействие одиночной скважины с промерзающим вокруг нее грунтом 31
2.1. Описание объекта исследований 31
2.2. Постановка задачи определения температурного поля промерзающего грунта вокруг одиночной скважины 36
2.3.Приведение уравнений, описывающих процесс промерзания, к расчетному виду 41
2.4. Результаты расчетов температурного поля промерзающего грунта 48
Выводы по главе 2 57
Глава 3. Динамическое взаимодействие станка-качалки с промерзающим грунтом 58
3.1 .Требования к условиям работы станка-качалки в холодный период времени и их анализ 58
3.2. Взаимодействие свайного фундамента станка-качалки с подстилающим грунтом на уровне подошвы 60
3.3. Взаимодействие грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом по передней и задней грани 66
3.4. Взаимодействие грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом по боковым граням 70
3.5. Спектральный анализ динамического усилия на полированном штоке станка-качалки 81
Выводы по главе 3 84
Глава 4. Влияние динамических процессов на пространственное положение станка-качалки и на окружающий скважину грунт 85
4.1. Расчетная модель взаимодействия грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом 85
4.2. Определение амплитуд вынужденных колебаний свай 97
4.3. Анализ полученных результатов 104
4.5. Влияние вибраций на сцепление скважины с грунтом 105
Выводы по главе 4 108
Общие выводы по работе ПО
Литература 111
- Общая характеристика региона и особенности грунтовых условий эксплуатации станков-качалок
- Постановка задачи определения температурного поля промерзающего грунта вокруг одиночной скважины
- Взаимодействие свайного фундамента станка-качалки с подстилающим грунтом на уровне подошвы
- Расчетная модель взаимодействия грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом
Введение к работе
В соответствии с энергетической стратегией России до 2020года, утвержденной Правительством России, Западная Сибирь будет и впредь оставаться главным нефтедобывающим регионом страны. При этом следует отметить, что многие крупные месторождения нефти вышли на поздние стадии разработки с падающей добычей. Доля трудноизвлекаемых запасов с низкими дебитами скважин (менее Ют/сутки) составляет 55-60% и продолжает расти. В этих условиях из основных способов добычи нефти все большую значимость приобретает механизированный, включающий штанговые глубинные насосы (ШСН) и погружные центробежные электронасосы (ПЦЭН).
Штанговый насосный способ из традиционных способов добычи нефти является самым трудоемким и малопроизводительным. Широкое его применение объясняется большим числом малодебитных скважин, для которых эксплуатация скважин штанговыми насосами остается технически оправданной и экономичной по сравнению с другими способами добычи нефти.
В условиях Западно-Сибирского нефтегазового региона рамы штанговых насосов устанавливаются, как правило, на свайных фундаментах. При этом в условиях сурового резкоконтинентального климата и специфических грунтовых условий региона взаимодействие фундаментов станков-качалок с промерзающими грунтами следует отнести к сложной инженерной и научной проблеме.
Существующие в настоящее время методы проектирования фундаментов станков-качалок не учитывают тепловое и силовое взаимодействие системы «станок-качалка - массив грунта» и совместную работу талого и мерзлого грунтов. При этом сам глубинный насос передает на грунтовый массив динамические нагрузки, обуславливающие вынужденные колебания грунтового основания.
Актуальность работы
Статистический анализ объемов ремонтных работ станков-качалок (их
А центровка) свидетельствует о значительных расхождениях объемов в холодный
и теплый периоды времени. Это подчеркивает значимость грунтового фактора
в оценке надежности работы станков-качалок и обусловлено
неравномерностью процесса промерзания грунта вокруг нефтяной скважины. С
учетом неравномерных осадок фундамента и специфических особенностей
работы массива грунта, обусловленных динамическими нагрузками
глубинного насоса, передаваемых на грунтовое основание, взаимодействие
фундамента станка-качалки с промерзающим массивом грунта является
^ сложной и актуальной научной проблемой.
Научная новизна
- Впервые рассчитано температурное поле промерзающего грунта вокруг
одиночной нефтяной скважины.
- Автором разработана силовая модель взаимодействия фундамента
станка-качалки с грунтом с учетом совместной работы талого и мерзлого
грунтов.
- Впервые теоретически обоснована работа различных участков свайного
фундамента, находящихся на различных расстояниях от скважины, с учетом
динамической нагрузки.
Практическая ценность
^ 1. Автором впервые установлены по величине амплитуд вынужденных
колебаний наиболее опасные периоды эксплуатации станков-качалок.
2. Установлены моменты времени эксплуатации станков-качалок для
которых величины амплитуд вынужденных колебаний превышают (по
передним сваям фундамента) допустимые для данного класса машин,
# регламентируемые действующими нормами. Что позволяет разработать
рекомендации по проектированию фундаментов станков-качалок.
3. Результаты исследования, выполненные автором, позволяют выявить
критерии оценки безопасных режимов эксплуатации станков-качалок с учетом
комплекса технологических и конструктивных параметров.
На защиту выносятся
* - Тепловая модель и закономерность движения во времени фронта
промерзания грунта вокруг нефтяной скважины.
- Силовая модель взаимодействия фундамента станков-качалок с
массивом грунта и распределение амплитуды вынужденных колебаний
фундамента на его подошве.
Апробация работы
Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на:
- научно-практической конференции по проблемам транспорта в Западно-
Сибирском регионе, г.Тюмень, ТГНГУ, 2001г.;
- на научно-практической конференции по перспективам развития
нефтегазовых объектов Западной Сибири, г.Тюмень, ТГНГУ, 2002г.;
- на международном научно-практическом семинаре «Геотехнические и
эксплуатационные проблемы в нефтегазодобывающей отрасли» (г.Тюмень,
2002г.);
- на юбилейной научно-практической конференции по перспективам
развития нефтегазовых объектов Западной Сибири, г.Тюмень, ТГНГУ, 2003г.
7 По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ. Диссертация выполнена на кафедре механики грунтов, оснований и фундаментов НТО Тюменского государственного нефтегазового университета.
Общая характеристика региона и особенности грунтовых условий эксплуатации станков-качалок
Распределение количества центровок станков-качалок по месяцам года (рис. 1.4) свидетельствует, что в холодный и теплый периоды года объем работ по центровкам станков-качалок значительно (до 50%) колеблется. Это однозначно свидетельствует о роли грунтового фактора, в надежности работы станков-качалок, обусловленного неравномерным промерзанием грунта вокруг одиночной скважины.
Следует отметить, что все элементы станка-качалки - пирамида, редуктор, электродвигатель - крепятся к единой раме, которая устанавливается и закрепляется на фундаменте. Поэтому в работе рассмотрены в взаимодействия станков-качалок и их фундаментов с грунтами оснований, на которых они возведены. С учетом особенности работы станки-качалки как конструкции и теплового и силового взаимодействия фундаментов с грунтами.
Тюменская область площадью около 1,5 млн.км большей своей частью расположена в Западно-Сибирской низменности. Климат региона резко континентальный с суровой продолжительной зимой и теплым летом. Суточное колебание температур достигает 25С и более.
Инженерно-геологические условия Тюменской области характеризуются широким распространением минеральных грунтов трех основных генетических типов: аллювиальных, озерно-аллювиальных, озерно-болотных. Аллювиальные отложения, как правило, представлены суглинками толщиной от 2 до 7 метров. Озерно-аллювиальные - песками, суглинками, глинами толщиной 8-15 до 40-50, а иногда до 80 метров. Озерно-болотные отложения представлены преимущественно торфами и заторфованными грунтами, суглинками, глинами, реже супесями и песками толщиной 4-6 метров.
Аллювиальные пески в большинстве своем мелкие. Реже средней крупности, пылеватые (до 50% и более), водонасыщенные, иногда с прослоями глинистых грунтов. Значительная по площади часть территории имеет бессточный размер с уклонами порядка 0,0004, что обуславливает высокий уровень грунтовых вод (часто вода стоит на поверхности). Годовая амплитуда колебаний уровня грунтовых вод составляет 2,5 — 5 метров. Высокий уровень подземных вод обусловил почти полное водонасыщение минеральных грунтов. Степень влажности (Sr), за редким исключением, составляет 0,8, а чаще 0,9-1,0. По данным многолетних наблюдений Тюменской, Тобольской, Сургутской, Новоуренгойской и Тазовской метеостанций среднегодовая температура воздуха колеблется от 4,2С до -0,2С на севере области и от 0,8С до 0,6С - на юге. Максимальная положительная температура воздуха (июль) достигает 30-35С, а отрицательная -55 С. Таким образом, годовая амплитуда колебаний температур достигает 90С. Продолжительность безморозного периода составляет всего 105 дней. Продолжительная и холодная зима в сочетании с коротким летом являются причиной значительной глубины сезонного промерзания грунтов. Так, на неприкрытых снегом площадках глубина промерзания грунтов достигает более 3 метров, а торфов и заторфованных грунтов - до 0,6 метров. На рис. 1.5 представлена карта Тюменской области, на которой нанесена граница распространения вечномерзлых грунтов. Ниже этой границы мерзлота носит прерывистый, островной характер. В соответствии со СНиП 2.02.01-83 к зоне глубокого сезонного промерзания относят грунты с глубиной промерзания более 2,5 м. Именно в этой зоне расположена значительная часть эксплуатируемых скважин по добыче нефти. Анализ инженерно-геологических условий Тюменской области позволяет сделать вывод о том, что они отличаются значительной сложностью с точки зрения использования их в качестве оснований сооружений [30]. К особенностям, прежде всего, следует отнести: - неоднородность литологического состава пород. Минеральные грунты повсеместно непостоянны по толщине, имеют сложный характер переслаивания с выклиниванием и заменой одного слоя грунта другим; - обводненность территории. Из-за равнинного (бессточного) рельефа и значительного превышения годовых осадков над их испарением для региона характерен верхний уровень грунтовых вод (от 0,5 до 1,8 метров - в минеральных грунтах и от 0,0 до 0,3 метра в торфах). В 75% случаев глубина заложения фундаментов ниже уровня подземных вод; - низкая несущая способность грунтов. По всем критериям оценки они относятся к категории "слабых". Расчетное сопротивление минеральных грунтов в 50% случаев не превышает 0,1 МПа, а торфов и заторфованных грунтов - 0,05 МПа. Несущая способность свай по результатам многочисленных испытаний статическими нагрузками и статического зондирования составляет для свай железобетонных длиной 6 м и сечением 30x30 см. -15-16 т., а 9-метровых -20-24 т; - высокая деформируемость. Минеральные грунты имеют низкие значения модуля деформации. Так, для суглинков он составляет всего 4,0-6,0 МПа, а для торфов - 0,05-0,15 МПа. Поэтому примерно в 70% случаев такие грунты не могут быть использованы в качестве естественных оснований; - пылеватость грунтов. Достаточно сказать, что содержание пылеватой фракции в них крупностью от 0,05 до 0,005 мм колеблется от 30 до 60%. Пылеватость обуславливает склонность грунтов к морозному пучению.
Практически все минеральные грунты Тюменской области в соответствии с действующими нормами относятся к пучинистым. Значительное морозное пучение обусловлено также высоким уровнем подземных вод, продолжительным зимним периодом и резким колебанием отрицательных температур. Величина подъема грунта при пучении достигает 20% толщины промерзающего слоя грунта, а силы пучения минеральных грунтов достигают 0,2 МПа и более. Суровый климат с продолжительной холодной зимой является причиной значительной глубины промерзания грунтов. Нормативная глубина промерзания грунтов на юге области составляет 1,5-1,7 м, а на севере - до 3-х метров и более. Средняя глубина промерзания торфа составляет 0,6 метров.
К факторам, усложняющим изучение проблемы взаимодействия фундаментов станков-качалок с прометающим грунтом, следует отнести два: первый - исключительно сложные инженерно-геологические условия Тюменского региона.
Станки-качалки работают в зоне сезонного промерзания, на заболоченных территориях, на глинистых грунтах от текучей до полутвердой консистенции, на мелких и пылеватых водонасыщенных песках. Иногда встречаются вечномерзлые грунты островного характера. Такое разнообразие грунтов по виду и состоянию, неоднородности грунтового основания обуславливают различные условия работы станков-качалок в грунтах, как в среде. Второй - специфические особенности работы станков-качалок как конструкций, которые резко повышают значимость морозного пучения в оценке эксплуатационной надежности трубопроводов и температурного режима эксплуатируемых нефтяных скважин.
Постановка задачи определения температурного поля промерзающего грунта вокруг одиночной скважины
На основе статистического анализа установлено значимое расхождение количества ремонтных работ станков-качалок (их центровок) в холодный и теплый периоды времени, обусловленное неравномерностью процесса промерзания грунта вокруг одиночкой скважины.
Разработаны тепловая модель промерзания грунта вокруг скважины и процедура уточнения краевого условия на внешней поверхности устья скважины. Для выбранных скважин произведены расчеты с использованием разработанной компьютерной программы, позволившие определить температурное поле промерзающего грунта в любой момент времени т. По найденным положениям фронта промерзания в выбранные моменты времени т рассчитаны толщины мерзлого грунта для передних и задних (по отношению к скважине) свай.
Полученные в главе 2 результаты по изучению процесса промерзания грунта вокруг одиночной скважины позволяют перейти к рассмотрению силовой части диссертационной работы. Отличительной особенностью эксплуатации станка-качалки как в холодный, так и в теплый периоды времени является динамическое воздействие на ее фундамент, вызванное периодическим изменением усилия Р на устьевом штоке (рис.3.1). Как известно [64], фундаменты машин с динамическими нагрузками в особых природно-климатических и технологических условиях (в том числе в районах Северной строительно-климатической зоны) должны проектироваться с учетом требований, предъявляемых соответствующими нормативными документами. В связи с этим задание на проектирование фундаментов машин с динамическими нагрузками должно содержать (помимо общих требований) следующие позиции [64]: а) техническую характеристику машин (наименование, тип, число оборотов в минуту, мощность, общий вес и движущихся частей и т.п.). Часть этих данных приведена в таблице 2.3; б) данные о величинах, областей приложения и направлениях действия статических нагрузок, а также об амплитудах, частотах, фазах, метах приложения и направлениях действия динамических нагрузок; в) данные о предельно-допустимых деформациях фундаментов и их оснований (осадка, крен и прогиб фундамента, амплитуда и скорость его колебаний и т.п.); г) требования к условиям размещения машины на фундаменте; д) данные об инженерно-геологических условиях площадки строительства и физико-механических свойствах грунтов основания на глубину сжимающей толщи, определяемой по приложению 2 СНиП-а 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». Инженерно-геологические изыскания на площадке строительства должны производиться в соответствии со СНиП-ом П-9-78 «Инженерные изыскания для строительства». При этом результаты инженерно-геологических изысканий должны содержать данные, необходимые для решения вопросов об определении глубины заложении и размеров подошвы фундаментов под машины, выбора типа основания, а в случае необходимости - выбора мероприятий по улучшению свойств грунтов основания, а также сведения о физико-механических свойствах грунтов, нужные для определения их упругих и демпфирующих характеристик и оценки возможности длительных осадок фундаментов в результате действия вибраций. В случае необходимости (при наличии сложных грунтовых условий или при проектировании ответственных объектов) в объем инженерно-геологических изысканий должны включаться опытные работы по определению характеристик жесткости и демпфирования грунтов основания на конкретной строительной площадке. В случае устройства свайных фундаментов (что характерно для станков-качалок) инженерно-геологические исследования должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП-а II-17-77 «Свайные фундаменты». Автором проведено сравнение состава зданий на проектирование фундаментов станков-качалок с реальным конструктивным воплощением на исследуемых объектах и выяснено, что позиции состава зданий на проектирование практически выполнены. Однако значительное число дополнительных ремонтных работ, связанное с неудовлетворительной работой фундаментов станков-качалок, показывает, что не учитывается специфика эксплуатации фундаментов в районах с глубоким сезонным промерзанием, приводящая к различным условиям работы передних и задних свай фундамента. Такое различие может наблюдаться только в холодный период времени, а результатом его воздействия является дополнительный крен свайного фундамента, приводящий к изменению пространственного положения станка-качалки и, как следствие, к выполнению центровочных работ. Исследование этого процесса будет проведено в дальнейших параграфах главы. Совместную работу свайного фундамента с вмещающим его грунтом начнем с рассмотрения этого процесса в горизонтальной плоскости, проходящей через острия свай (подошва фундамента, рис.3.1). Поскольку положение подошвы фундамента определяется глубиной погружения свай в грунт (hCB = 8-8,5м), то характер взаимодействия свайного фундамента с подстилающим грунтом на такой глубине практически не зависит от времени года. Следует отметить то обстоятельство, что при монтаже станка-качалки на раме последняя является металлическим ростверком. Так как обычно рама поднята над уровнем земли, то такой ростверк может быть отнесен к категории высоких ростверков. Как известно [20], работа свай в грунте определяется критическим параметром где hCB - длина заглубленной части свай; Ф - угол внутреннего трения грунта; d - диаметр (сторона) сваи. В случае, если расстояние а между сваями удовлетворяет неравенству а акр, то сваи работают независимо друг от друга (как одиночные). В противном случае возникает т.н. кустовой эффект и сваи начинают работать совместно (аналогично массивному фундаменту). В таблице 3.1. приведены результаты расчетов акр и значения а лах и а 3 (максимальные расстояния между сваями в направлении оси фундамента и перпендикулярно к ней) при заданном диаметре свай d.
Взаимодействие свайного фундамента станка-качалки с подстилающим грунтом на уровне подошвы
Динамическое воздействие, передаваемое станком-качалкой через свайный фундамент на окружающий грунт, обусловлено периодичностью подачи нефти на устье скважины. Станок-качалка сообщает штангам скважинного насоса возвратно-поступательное движение, близкое к синусоидальному. Динамика нагрузки на полированный шток станка-качалки характеризуется теоретической динамограммой, приведенной на рис 3.6, где также показана пунктиром типичная фактическая динамограмма исправного насоса.
Как известно [11], достаточно ясная расшифровка реальных динамограмм возможно в ограниченных случаях (малые глубины, жесткие штанги, малые диаметры плунжера и т.д.). При возникновении колебательных нагрузок, т.е. при динамическом режиме откачки, вид фактической диаграммы существенно искажается и принимает весьма сложный вид. Анализ и расшифровка таких сложных динамограмм связаны с необходимостью перехода от динамограммы, снятой на верхнем конце колонны штанг (полированный шток), к динамограмме, соответствующей нижнему концу колонны штанг.
Однако, в рамках поставленной задачи, подробное описание этого процесса не является необходимым, поскольку именно усилие на полированном штоке определяет динамический режим станка-качалки.
Для описанного нестационарного воздействия станка-качалки на свайный фундамент выполним временную развертку теоретической динамограммы, пренебрегая временами деформации штанг и труб по сравнению с временами полезного и обратного хода плунжера (рис.3.7). Таким образом, в главе 3 проанализированы и доведены до числовых значений все силовые геометрические характеристики, необходимые для описания взаимодействия свайного фундамента станка-качалки с окружающим грунтом.
Для динамического взаимодействия системы «станок-качалка + фундамент» с окружающим грунтом определены коэффициенты упругого сжатия и сдвига для мерзлых и талых грунтов. 2. Получены выражения для сил, действующих на передней и задней гранях грунтового массива станка-качалки. 3. Получено выражение для силы, действующей на боковую грань грунтового массива (с учетом различия в осадках свай). 4. Определены все силовые и геометрические характеристики взаимодействия свайного фундамента станка-качалки с окружающим грунтом. расстояние от оси скважины до вертикальной оси О1О2, проходящей через центр стойки станка-качалки; hp - высота низа рамы над поверхностью земли; Сі - центр тяжести станка-качалки (вместе с рамой). При работе станка-качалки усилие полированном штоке Р(т) может быть разложено на постоянную составляющую РДИн и переменную составляющую ЛРдинОО (формула (3.15). Будем считать, что для уравновешенного балансира станка-качалки обе составляющие направлены по вертикальной оси ОіОг стойки качалки. Наиболее неопределенным в расчетной схеме является положение центра масс С] станка-качалки, однако большое различие масс станка-качалки и его основания (в 15-20раз) практически устраняет эту неопределенность. Поэтому в дальнейших расчетах принято следующее положение центра масс С\\ по горизонтали - 0,5; по вертикали - 0,5 высоты стойки, что составляет примерно 2,5м для всех станков-качалок. Рассмотрение процесса вынужденных колебаний основания станка-качалки будет рассматриваться в вертикальной плоскости XOZ, проходящей через ось скважины и продольную ось фундамента. Ось OZ совпадает с вертикальным направлением по осям передней пары скважин, а положение оси ОХ соответствует плоскости концов свай при статической нагрузке, определяемой всеми статическими усилиями системы. Такое введение системы координат позволяет отбросить статические нагрузки в уравнениях движения системы и учитывать только динамическое воздействие Рдин(т)- Величины геометрических параметров, необходимых для дальнейших расчетов, приведены в таблице 4.1.
Расчетная модель взаимодействия грунтового массива станка-качалки с окружающим грунтом
Существует три основных способа добычи нефти: фонтанный, газлифтный и механизированный, включающий два вида насосной добычи: штанговыми скважинными насосами (ШСН) и погружными центробежными электронасосами (ПЦЭН).
Наряду с перечисленными основными способами эксплуатации скважин существует и ряд других, которые еще не получили широкого развития или находятся в стадии промышленного освоения.
Масштабы применения способов эксплуатации оценивают по количеству добываемой продукции из скважин (нефти или жидкости) и по числу скважин, оборудованных под тот или иной способ. Фонтанный — самый простой и самый дешевый способ эксплуатации. Однако не все скважины могут фонтанировать. В этом случае их переводят на механизированные способы добычи нефти, к которым относится насосная эксплуатация (ШСН и ПЦЭН), Вместе с тем фонтанный способ эксплуатации при поддержании на месторождении пластового давления (ППД), на которое расходуется большое количество энергии, также можно отнести к механизированному способу добычи нефти. Нетрудно подсчитать мощность, расходуемую на закачку воды для ППД, и отнести ее к фонду добывающих скважин, находящихся на месторождениях, на которых осуществляется ППД. Такая глубокая оценка показывает, что удельная мощность вполне соизмерима с той, которая затрачивается в среднем на подъем жидкости из скважины при механизированном способе добычи нефти. В табл. 1.1 приведены удельные значения способов эксплуатации скважин по добычи нефти и фонду скважин. Из таблицы следует, что газлифтный способ эксплуатации также относится к механизированному, так как для работы этих скважин необходимо закачивать сжатый газ, на что расходуется дополнительная энергия.
Как видно из табл. 1.1 насосный способ эксплуатации примерно до 1950 г. обеспечивал около 45% общесоюзной добычи нефти, тогда как фонд скважин, оборудованных ШСН, в то время доходил до 85 %. К 1977 г. добыча составляла только лишь 16,3% от общесоюзной, а фонд —66%, Абсолютное же число штанговых скважин систематически возрастало и к 1977 г. увеличилось в более чем в 4 раза по сравнению с 1946г.
С 1955 г. получают распространение погружные центробежные электронасосы (ПЦЭН). Добыча нефти этим способом из года в год росла и к 1977 г. достигла 33,62 % от общесоюзной. К этому же времени фонд скважин, оборудованных ПЦЭН, достиг 15,36 %. Этот способ эксплуатации обеспечивает получение больших дебитов из скважин по сравнению с ШСН и, как правило, используется при необходимости извлечения более 40 м3/сут жидкости. Газлифтный способ эксплуатации, дававший в 1946 г. 37 % общесоюзной добычи, был распространен главным образом на промыслах объединения Азнефть. Фонд газлифтных скважин, составлявший в то время 10,8%, в дальнейшем сократился вследствие неэкономичности газлифтного способа эксплуатации. К середине 60-х годов добыча нефти этим способом достигла 1,8%, а фонд — 3,05%. Низкая эффективность газлифтного способа эксплуатации, а точнее его разновидности — эрлифта объяснялась необходимостью больших первоначальных капитальных вложений на его обустройство, несовершенством применяемой техники и, как следствие, большими удельными расходами сжатого воздуха (или газа) на подъем 1 т нефти.
В последнее время дальнейшее развитие получила теория этого сложногопроцесса, была разработана надежная контрольно-измерительная аппаратура, пусковые и рабочие клапаны-регуляторы, наладилось использование отработанного при газлифте газа, что привело к повышению эффективности этого способа эксплуатации и к расширению масштабов его применения. В настоящее время на долю газлифтного способа эксплуатации приходится около 5,5 % общесоюзной добычи при фонде скважин, составляющем около 6,0 % от общесоюзного. Хотя удельная роль этого способа эксплуатации остается малой, значение газлифта из года в год увеличивается и будет расти в дальнейшем.
Число действующих фонтанных скважин во времени меняется и находится почти в строгом соответствии с открытием и освоением новых месторождений. Доля нефти, добытой фонтанным способом, в 1946 г. составила 20,31 % при фонде скважин 2,03 % от общего фонда добывающих скважин, к 1961 г. она возросла до 74 % при фонде скважин 20,05 % (1962 г.). В дальнейшем число фонтанных скважин уменьшилось. Уже в 1976 г. фонтанным способом получили 45,20 % от общей добычи нефти при фонде фонтанных скважин лишь 13,33 % (табл. 1.1). Самым малопроизводительным способом и в то же время самым трудоемким является штанговый насосный способ — ШНС. Однако широкое применение этого способа (около 63 % от всего фонда скважин) объясняется большим числом малодебитных скважин, для которых эксплуатация скважин штанговыми насосами остается технически оправданной и экономичной по сравнению с другими способами. Наиболее производительный фонтанный способ. Средний дебит одной фонтанной скважины составил 72,34 т/сут. Однако приведенные здесь цифры характеризуют средние производительности (по нефти), и это не может служить оценкой возможностей данного способа. Например, при определенных условиях с помощью ШСН можно получить до 450 т/сут. Газлифтный способ эксплуатации может обеспечить дебит до 1800т/сут, но также при определенных условиях.
Основным направлением в технологии добычи нефти остается применение методов поддержания пластового давления закачкой воды. Усовершенствование этого метода осуществляется в направлении улучшения отмывающей способности воды добавками различных химических реагентов, а также наиболее полным использованием для 1І11Д воды, добываемой вместе с нефтью. Наряду с этим более широкое применение нашли тепловые методы и методы закачки различных растворителей и специальных жидкостей для образования между вытесняемой нефтью и вытесняющей эту нефть водой оторочки, способствующей более полному извлечению запасов нефти.
