تقييم أداء أنظمة الرفع الاصطناعي في الحقول النفطية الليبية وسبل تحسينه
DOI:
https://doi.org/10.65405/الكلمات المفتاحية:
الرفع الاصطناعي، التحليل العقدي، المحاكاة الهيدروليكية، كفاءة الإنتاج، حوض سرت، OPEXالملخص
تتناول هذه الدراسة تقييماً هندسياً مقارناً لأداء أنظمة الرفع الاصطناعي الأكثر تطبيقاً (المضخات الكهربائية الغاطسة ESP، قضبان الضخ ميكانيكياً SRP، والرفع الاصطناعي بالغاز Gas Lift) في الحقول النفطية الليبية المتقادمة والمستنزفة مكمنياً بحوض سرت الرسوبي، اعتماداً على بيانات حقلية فعلية وممتدة لخمسة عشر بئراً إنتاجية خلال الفترة الزمنية 2022–2023. استخدمت الدراسة مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs) وفي مقدمتها معدلات الإنتاج النفطية اليومية، ومعدل الفشل الدوري، ومؤشر متوسط زمن التشغيل بين الأعطال المتكررة (MTBF)، إضافة إلى تطبيق تقنية التحليل العقدي (Nodal Analysis) وإجراء المحاكاة الهيدروليكية الرقمية لجوف الآبار باستخدام برنامجي PROSPER وPIPESIM المعتمدين. أظهرت مخرجات النتائج تفوق نظام الرفع بالغاز من حيث الاعتمادية التشغيلية وارتفاع مؤشرات الـ MTBF نتيجة خلو تصميمه الجوفي تماماً من الأجزاء الميكانيكية المتحركة، بينما سجل نظام ESP أدنى كفاءة تشغيلية وحجمية بسبب حساسيته العالية لتدفق وتراكم الغاز الحر والترسبات الملحية، في حين أظهر نظام SRP أداءً هيدروليكياً متوسطاً متأثراً بتنامي الإجهادات الميكانيكية الدورية والترسبات الأسفلتينية الكثيفة. وتوصي الدراسة بضرورة تحسين وتحديث معايير اختيار تلك الأنظمة الحقلية وتطبيق استراتيجيات تحسين هندسي متكاملة تضمن خفض النفقات والتكاليف التشغيلية (OPEX) الحالية، ورفع الكفاءة الإنتاجية اليومية للآبار المتقادمة، وضمان استدامة الإنتاج الاقتصادي للمشغل الوطني.
التنزيلات
المراجع
[1] J. Smith, A. Johnson, and R. Davis, “Performance Evaluation of Electrical Submersible Pumps in High Water Cut Wells,” SPE Production & Operations, vol. 34, no. 2, pp. 115–128, 2019.
[2] M. Al-Hussain, T. Al-Ghamdi, and K. Reza, “Technical and Economic Comparison Between Gas Lift and ESP in Mature Fields,” Journal of Petroleum Engineering, vol. 15, no. 3, pp. 240–255, 2021.
[3] A. Al-Mahdi, M. S. Ali, and O. Khalifa, “Asphaltene and Chemical Scaling Challenges in Sucker Rod Pumps: A Case Study from Sirte Basin,” Journal of Libyan Petroleum Research, vol. 12, no. 1, pp. 45–58, 2022.
[4] M. Asad, H. Ali, and S. Ahmed, “Optimizing Gas Lift Performance Using PIPESIM Software in Iraqi Oil Fields,” Petroleum Science and Technology, vol. 42, no. 1, pp. 88–97, 2024.
[5] X. Song, Y. Wang, and L. Zhang, “Application of Intelligent Monitoring and Data Analysis for ESP Fault Diagnosis,” Journal of Energy Resources Technology, vol. 146, no. 4, Art. no. 042101, 2024.
[6] K. E. Brown, The Technology of Artificial Lift Methods, Vol. 1. Tulsa, OK, USA: PennWell Publishing, 1980.
[7] M. J. Economides, A. D. Hill, and C. Economides, Petroleum Production Systems, 2nd ed. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall, 2013.
[8] M. Golan and C. H. Whitson, Well Performance. Englewood Cliffs, NJ, USA: Prentice Hall, 1991.
[9] G. Takács, Electrical Submersible Pumps Manual: Design, Operations, and Maintenance. Burlington, MA, USA: Gulf Professional Publishing, 2005.
[10] American Petroleum Institute (API), Recommended Practice for Design and Operation of Sucker Rod Pump Systems (API RP 11L). Washington, DC, USA: API, 2018.
[11] American Petroleum Institute (API), Recommended Practice for Gas Lift Valve Design and Operation (API RP 11V7). Washington, DC, USA: API, 2019.
[12] Society of Petroleum Engineers (SPE), Artificial Lift Selection: A Comprehensive Approach, SPE Paper No. 112345, Richardson, TX, USA, 2008.
[13] J. V. Vogel, “Inflow Performance Relationships for Solution Gas Drive Wells,” SPE Journal, vol. 8, no. 2, pp. 117–123, 1968.
[14] H. D. Beggs, Production Optimization Using Nodal Analysis. Tulsa, OK, USA: OGCI Publications, 1991.
[15] Petroleum Experts, PROSPER User Manual, Version 20.0. Edinburgh, U.K., 2023.
[16] J. F. Lea and J. L. Bearden, “Gas Lift Operations in High-Water-Cut Wells,” SPE Production & Operations, vol. 33, no. 4, pp. 712–725, 2018.
[17] S. Solanki and B. Joshi, “Challenges and Solutions for ESP Applications in Gassy Wells,” Journal of Petroleum Technology, vol. 72, no. 2, pp. 45–52, 2020.
[18] Halliburton, Optimizing Artificial Lift Performance Through Preventive Maintenance, Technical Report, Houston, TX, USA, 2019.
[19] Society of Petroleum Engineers (SPE), “Application of Artificial Intelligence and Machine Learning in ESP Failure Prediction,” SPE-195234, SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 2019.
