لقد دخل تطوير حقول النفط المراحل المتوسطة والمتأخرة، ومن الظواهر الشائعة أن يؤدي ضعف طاقة التكوين إلى فقدان آبار النفط لقدرتها على الحقن الذاتي. تقنية الرفع الاصطناعي يقوم بتشغيل المعدات الموجودة أسفل البئر من خلال الطاقة الخارجية لإنشاء قناة تدفق مستمرة للنفط الخام من الخزان إلى الأرض، والتي أصبحت وسيلة تقنية رئيسية للحفاظ على إنتاج النفط والغاز. تقنية الرفع الاصطناعي يعد هذا في الأساس مكملاً علميًا للطاقة الجوفية، والذي يمكنه التغلب بشكل فعال على عقبات التعدين مثل الضغط غير الكافي للخزان ومقاومة السوائل اللزوجة.
وفي مجال استخراج النفط الثقيل، تبلغ قيمةتقنية الرفع الاصطناعي يبرز هذا بشكل خاص. عندما يتدفق النفط الخام عالي اللزوجة في البئر، فإنه يُسبب خسائر احتكاك كبيرة، ويصعب على طرق التعدين التقليدية تحقيق إنتاج اقتصادي.رفع اصطناعييمكن للنظام أن يقلل بشكل كبير من مقاومة تدفق السوائل من خلال الإدخال المستمر للطاقة الميكانيكية أو الهيدروليكية. في الممارسة الصناعية، فقد ثبت أن نظام الرفع المصمم بشكل معقول يمكن أن يزيد من القدرة الإنتاجية لآبار النفط الثقيل بأكثر من 40٪، وهو أمر ذو أهمية كبيرة لتحسين معدل استخدام الموارد.
تقنية الرفع الاصطناعي يُقسّم نظام المضخة القضيبية بشكل رئيسي إلى ثلاث فئات وفقًا لمبدأ نقل الطاقة. يُشغّل نظام المضخة القضيبية عمود الضخ لدفع مضخة الغطاس في قاع البئر عبر وحدة الضخ الأرضية، وهو مناسب للتعدين التقليدي للآبار المتوسطة والعميقة. يستخدم نظام المضخة بدون قضيب كابلات لتشغيل محركات قاع البئر مباشرةً أو لتشغيل التوربينات هيدروليكيًا، وهو أكثر ملاءمة لعمليات الآبار ذات المنحدرات الكبيرة والأفقية. يعتمد نظام الرفع الهوائي على حقن الغاز عالي الضغط في البئر لتقليل كثافة السوائل، وهو مناسب بشكل خاص للمكامن ذات نسبة الغاز إلى النفط العالية. لهذه التقنيات شروط تطبيق خاصة بها ومجالات للتحسين.
إن الابتكار التكنولوجي المستمر يعزز تطويررفع اصطناعينظامٌ فعّالٌ نحو الكفاءة والموثوقية. حسّن تطبيق تقنية المضخات اللولبية ذات سماكة الجدار المتساوية كفاءة تحويل الطاقة بشكل ملحوظ، وتفوق كفاءتها الميكانيكية كفاءتها التقليدية بأكثر من 20%. بفضل تقنية مقاومة التآكل لتدفق الزيت المحتوي على الرمل، يُطيل عمر أسطوانة المضخة إلى 30,000 ساعة من خلال معالجة طلاء كربيد التنغستن. وقد أدى التطور الهائل في مواد الختم المقاومة لدرجات الحرارة العالية إلى زيادة درجة حرارة تكيف النظام إلى 175 درجة مئوية لتلبية احتياجات التعدين عالي الحرارة في الآبار العميقة.
التحديث الذكي يعيد تشكيل نموذج التطبيقتقنية الرفع الاصطناعييلتقط نظام مراقبة حالة العمل في الوقت الفعلي معلمات رئيسية، مثل مخططات الطاقة وتيارات المحركات، عبر شبكة استشعار لبناء نموذج ديناميكي لإنتاج بئر النفط. يستطيع نظام تعزيز الضخ، القائم على خوارزمية التعلم الآلي، مطابقة سعة إمداد البئر بالسائل تلقائيًا وضبط معلمات العمل. وقد أدى إدخال تقنية التوأم الرقمي إلى تحقيق وظائف التصحيح الافتراضي والتنبؤ بالأعطال في نظام الرفع.
التنفيذ في الموقعتقنية الرفع الاصطناعي يتطلب هذا النظام مواصفات هندسية صارمة. يُعدّ تشخيص ظروف عمل آبار النفط الحلقة الأساسية، ومن الضروري إجراء تحليل شامل لبيانات الإنتاج، مثل إنتاج السوائل، ومحتوى الرطوبة، ونسبة الغاز إلى الزيت. يجب أن تراعي طريقة الرفع المثلى عوامل شاملة، مثل بنية عمق البئر، والخصائص الفيزيائية للسائل، ومتطلبات الإنتاج. يجب أن يحسب تصميم تحسين المعاملات بدقة التطابق الفني لعمق المضخة السفلي، ومواصفات قطرها، وتردد الضخ. تتطلب آلية ضبط المساعد الديناميكي تحسينًا منتظمًا لنظام العمل وفقًا للتغيرات في بيانات الإنتاج.
التكامل العميق لتكنولوجيا إنترنت الأشياء ورفع اصطناعيلقد فتح هذا النظام مرحلة جديدة من التطوير. تم ربط معدات موقع البئر شبكيًا لتحقيق مراقبة عن بُعد مُجمّعة، وتوفر وحدة الحوسبة الطرفية تشخيصًا آنيًا لظروف العمل، وتُنشئ خوارزمية منصة السحابة خطة تحسين شاملة. وقد حقق هذا النظام المُغلق، الذي يعتمد على "الإدراك والتحليل واتخاذ القرار"، تحسنًا شاملًا في كفاءة الطاقة بأكثر من 15% في حقول نفط متعددة. وبفضل التطبيق المُعمّق لتقنية الذكاء الاصطناعي،تقنية الرفع الاصطناعي يتطور تدريجيا نحو الاتجاه الذكي لاتخاذ القرارات المستقلة والتكيف.