مضخات قضبان النفط تكتسب اهتماماً جديداً في الحقول الناضجة

مع دخول منتجي النفط عاماً آخر من العمل في مكامن نفطية ناضجة ومعقدة تقنياً، تشهد استراتيجية الرفع الاصطناعي تحولاً تدريجياً. فبدلاً من السعي وراء مكاسب إنتاجية قصيرة الأجل، يولي المشغلون اهتماماً متزايداً لدقة الهندسة، وموثوقية النظام، والتحكم في تكاليف دورة حياة المشروع.

في قلب هذا التحول يكمنمضخة قضيب الزيتلا يزال نظام الرفع الاصطناعي الأكثر استخدامًا في حقول النفط البرية حول العالم. ويشير خبراء الصناعة إلى أن أداءه على المدى الطويل يعتمد بشكل أقل على المضخة نفسها وأكثر على مدى دقة اختيارها.

في الأشهر الأخيرة، أعادت فرق الهندسة في جميع أنحاء آسيا والشرق الأوسط وأجزاء من أمريكا اللاتينية النظر في معايير اختيار المضخات الرسمية مع استمرار ارتفاع معدلات الفشل في الآبار المعقدة.

من القرارات القائمة على الخبرة إلى الاختيار القائم على المعايير

تاريخياً،مضخة قضيب الزيتكان اختيار المهندسين في العديد من المجالات يعتمد بشكل كبير على خبرة المشغلين. وبينما لا تزال المعرفة العملية قيّمة، يُقرّ المهندسون الآن بأن ازدياد تعقيد الآبار قد قلّص هامش التقدير الشخصي.

قال مهندس كبير متخصص في الرفع الاصطناعي، مشارك في العديد من مشاريع إعادة تطوير الحقول القديمة: "معظم حالات تعطل المضخات المتكررة التي نحقق فيها اليوم ليست عيوباً في التصميم، بل هي أخطاء في الاختيار - كاستخدام هيكل مضخة خاطئ، أو خلوص غير صحيح، أو أدوات دعم غير متوافقة".

وقد أدى هذا الإدراك إلى تجدد الاهتمام بالمنهجيات المنظمة مثلQ/SH1020-0354—2006معيار هندسي تم تطويره ضمن نظام حقل شينغلي النفطي. يترجم هذا الإطار بيانات ميدانية تراكمت على مدى عقود إلى منطق اختيار واضح يعتمد على عمق البئر، وخصائص السوائل، وإنتاج الرمال، ومخاطر التآكل.

يُحدد عمق البئر الحد الأول لتصميم المضخة

تُظهر البيانات الهندسية باستمرار أنيُعد عمق البئر المعيار الأول والأكثر تقييدًا للاختيارمع ازدياد العمق، يزداد الحمل الميكانيكي وسلوك سلسلة القضبان والفقد الحجمي.

يوضح الجدول 1 كيف أن المعيارمضخة قضيب الزيتيتم تطبيق الهياكل عبر نطاقات العمق وظروف الآبار النموذجية.

الجدول 1. مدى ملاءمة مضخات قضبان النفط القياسية حسب عمق البئر

يشير مهندسو الصناعة إلى أنما بعد 2100 متر، تتقلص خيارات المضخات المقبولة بشكل حاد، مما يجعل التحليل الهندسي المفصل أمراً لا مفر منه.

المضخات ذات الأغراض الخاصة تنتقل من كونها متخصصة إلى كونها شائعة الاستخدام

مع ازدياد شيوع مشاكل الرمل والغاز واللزوجة في الخزانات القديمة، أصبحت الأدوات ذات الأغراض الخاصة مضخات قضيب الزيتلم تعد تعتبر حلولاً متخصصة.

تسلط عمليات النشر الميدانية الأخيرة الضوء على العديد من التصاميم التي يتم تحديدها بشكل متزايد في مرحلة التخطيط بدلاً من إدخالها بعد حدوث الإخفاقات.

الجدول 2. مضخات قضبان الزيت ذات الأغراض الخاصة والتطبيقات النموذجية

"يكمن التغيير الرئيسي في طريقة التفكير"، هكذا أوضح أحد المهندسين المشاركين في مشاريع تحسين الرفع الاصطناعي. "بدلاً من التفاعل مع مشاكل الرمال أو الغاز، نقوم الآن بتصميم حلول هندسية لها في مرحلة الاختيار".

قطر المضخة: الحجم الأكبر ليس دائمًا أفضل

على الرغم من أن زيادة قطر المضخة قد تعزز الإزاحة النظرية، إلا أن التقييمات الهندسية تحذر باستمرار من المبالغة في الحجم.

تقوم طرق الحساب القياسية بتحويل الإنتاج المتوقع وطول الشوط وسرعة الضخ إلى ثابت المضخة (قيمة K)، والذي يتم بعد ذلك مطابقته مع أقطار المضخة القياسية.

الجدول 3. أقطار المضخات القياسية وثوابت المضخات

يوصي مهندسو الميدان عمومًا باختيار حجم مضخة أعلى قليلاً من الطلب المحسوب، مما يحافظ على المرونة دون فرض إجهاد ميكانيكي غير ضروري.

يكتسب اختيار التخليص أهمية متزايدة كمؤشر على الموثوقية

من بين جميع معايير المضخة، يتم الاعتراف بشكل متزايد بأن خلوص المكبس والأسطوانة عامل حاسم في الموثوقية.

تحدد المعايير الهندسية درجات خلوص متعددة، كل منها يتوافق مع نطاق أبعاد محدد.

الجدول 4. درجات خلوص المضخة

بالنسبة للمضخات ذات الأقطار الكبيرة، يتم تطبيق قواعد تصحيح إضافية، كما هو موضح في الجدول 5.

الجدول 5. ضبط الخلوص للمضخات ذات الأقطار الكبيرة

كثيراً ما يتم الاستشهاد باختيار الخلوص غير الصحيح في تحليلات الأعطال التي تنطوي على فقدان الكفاءة المبكر أو تعطل المضخة، لا سيما في الآبار العميقة.

أدوات الدعم تُكمل النظام الهندسي

لا يقتصر الاختيار القائم على المعايير على المضخة نفسها فحسب، بل يؤكد المهندسون على أهمية الأدوات الداعمة مثل مثبتات الغاز، ومثبتات الأنابيب، وصمامات التصريف.

قال أحد المتخصصين في الرفع الاصطناعي: "لم تعد هذه الأدوات اختيارية، بل أصبحت جزءًا من تصميم نظام متكامل، خاصة في الآبار التي تعاني من تداخل الغاز أو ظروف الأنابيب غير المستقرة".

رفع مستوى التوقعات بهدوء: تحول في توقعات الموردين

إلى جانب سلوك المشغلين، تتغير أيضاً توقعات الموردين. ففرق المشتريات تُفضل بشكل متزايد المصنّعين ومقدمي الخدمات الذين يُظهرون منهجيات اختيار موثقة تتوافق مع معايير هندسية معترف بها.

بدلاً من الاعتماد على الادعاءات التسويقية، يبحث المشترون عن أدلة على:

1. منطق الاختيار القائم على المعايير.

2. دعم توثيق الهندسة.

3. القدرة على تكييف تصميم المضخة مع ظروف البئر المحددة.

يعكس هذا التحول اتجاهاً أوسع نطاقاً في الصناعة:أصبحت المصداقية التقنية لا تقل أهمية عن السعر..

نظرة مستقبلية: التخصص الهندسي كميزة تنافسية

مع دخول عمليات حقول النفط مرحلة النضج، يتزايد دور الهندسة بشكل مطرد. وتبرز أساليب الاختيار المنظمة، المدعومة بجداول شفافة ومنطق معياري، كعامل حاسم وإن كان غير ملحوظ في نجاح الرفع الاصطناعي.

لمضخات قضيب الزيتوالنتيجة واضحة: يتم تصميم الأداء طويل الأجل قبل أن تدخل المضخة البئر.

ملاحظة المصدر:

تستند منطق الاختيار الفني والجداول المشار إليها في هذا التقرير إلىQ/SH1020-0354—2006، طرق الاختيارمضخات قضيب الزيتوالأدوات الداعمة، تم تطويرها ضمن إطار المعايير الفنية لحقل شينغلي النفطي.