JP4172733B2 - 炭化水素生産プラントの運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は数個の坑井と、坑井を駆動するための加圧ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法に関する。
【０００２】
本発明は陸地又は海洋炭化水素鉱床の採掘に適用される。
【０００３】
【従来技術】
一般に坑井からの生産方式としては、流動方式、ガス注入を使用する駆動方式及び液内ポンプ装置を使用する駆動方式の３種類がある。
【０００４】
生産方式に関係なく、全油井は炭化水素貯留層の近傍に配置された油井の底を油井の頂部に配置された坑口装置に接続する掘削ストリングを含む。
【０００５】
掘削ストリングはケーシングと共に油井の壁を形成し、環状スペースを規定する。
【０００６】
油井の頂部で掘削ストリングは、炭化水素生産流速を測定するためのセンサーと炭化水素生産流速を制御することが可能な油出力チョークを備えるラインに接続されている。
【０００７】
このような坑井を流動方式生産で運転する方法としては、この坑井により生産される炭化水素の流速を設定値に合わせるか、又は油出力チョークの位置を開放設定に合わせる方法が知られている。
【０００８】
加圧ガスシステムを使用するガス注入駆動方式で生産する油井は更に、その下端部に配置された環状分離シールと、掘削ストリングに沿って至適間隔で配置されたガス注入弁と、環状スペースに配置され、注入ガスの流速を制御するためのチョークを備えるガス注入ラインを含む。
【０００９】
注入ガスの効果は、掘削ストリングを流れる炭化水素を軽くし、坑口装置に向かって上昇し易くすることである。
【００１０】
ガス注入駆動方式で生産する坑井の運転方法の１例は文献ＦＲ２６７２９３６に記載されている。この方法は油出力チョークと注入ガス流速を制御するためのチョークとを同時に操作し、油出力チョークの上流の炭化水素の圧力と温度、環状スペース内の圧力又は坑井に注入されるガスの流速等のセンサーにより測定される物理量の値に応じて炭化水素生産流速を制御するものである。
【００１１】
液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井は、他の２方式で生産する坑井と同様に、掘削ストリングの頂部に接続された油出口を備えるラインに加え、環状スペースの頂部に接続され、ガス通気チョークを備える別のラインを含む。前記チョークは通気ガスの流速を制御でき、即ち坑井の底部の熱力学的条件下で過剰の遊離ガスを坑井から抽出できる。
【００１２】
このような坑井は更に、周波数可変電源により給電される電気モーターにより駆動される液内ポンプを底部に含み、坑井の底部の炭化水素を掘削ストリングを通して坑口装置に向かって上昇させることができる。
【００１３】
液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井の運転方法の１例は１９９８年２月１３日付け仏国特許出願第９８／０１７８２号に記載されている。この方法は、油生産流速を制御するために、油出力チョーク及びガス通気チョークの上流の圧力、電気モーターに消費される電流及び坑井からの生産を表す物理量（例えば坑井の底部の圧力、温度又は坑井からの油の出力流速）に応じて、これら２種のチョークと電気モーターの速度を同時に操作している。
【００１４】
これらの制御方法はいずれも制御する坑井に固有の１個以上の物理量に依存して行われる。これらの方法は他の坑井の運転状態や、全てのガス注入駆動坑井に共通の駆動ガスシステムの挙動（例えばアベイラビリティーや超過消費の低下の結果として不十分なガスに起因する挙動）や、同様に全坑井に共通の挙動として、生産した炭化水素を採収するためのシステムの挙動や、処理ユニットの下流の挙動については考慮していない。
【００１５】
ガス注入駆動方式で生産する坑井の運転に使用する方法の別の例はダイナミックガス割り当て方法として知られ、注入ガスシステム内の圧力に及ぼす撹乱の効果を制限することができる。この方法はシステムで利用可能な駆動ガスと各坑井のガス感度に応じて計算された駆動ガス流を各坑井に割り当てるものである。
【００１６】
このダイナミックガス割り当て方法には、坑井の運転状態を考慮していないため、各状態に固有の要件を考慮していない点と、割り当てたガス流の修正後の状態を考慮していないため、新規の実際的要件を考慮していない点との２つの欠点がある。
【００１７】
これらの欠点により、この方法は特に坑井始動段階で無効になると思われる。
【００１８】
即ち、回路閉塞、可用注入ガス量の変化、分離タンク内の液面の過度な上昇又は回路内の圧力上昇等の撹乱が炭化水素採収システムに生じると、プラントは安全モードに移行し、生産を停止する。
【００１９】
１個の坑井の運転異変は共通のプラントを通じて他の坑井の一部又は全部に撹乱を引き起こし、その結果、プラントの全面停止に至る。
【００２０】
特にプラントが安全モードに移行中又は再始動中の段階でこのような異変が生じると、設備は非常に大きな機械的、熱及び油圧応力を受け、損傷したり、いずれの場合も寿命を縮める恐れがある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、数個の坑井と、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するプラントの運転方法として、全坑井の運転状態と、プラントの各要素の運転を表す物理量の変化を考慮した方法を提案することにより、特に上記欠点を解決することである。
【００２２】
本発明の方法によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステムを更に含む炭化水素生産プラントも運転できる。
【００２３】
本発明の方法は、始動後の運転に関して坑井の始動と停止の両者に同等に良好に適用可能である。
【００２４】
本発明によると、駆動ガスシステム、生産した炭化水素の採収システム及び下流処理ユニットでの撹乱に伴う生産停止を回避し、生産を完全な安全性でその至適レベルに維持することができる。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明は数個の坑井と、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法を提案し、前記システムと前記下流ユニットはそれらの運転を表す物理量を測定するためのセンサーをもち、各坑井は修正可能な制御パラメーターと制御下の単一坑井の運転状態を表すデータを使用する個別手順に従って制御され、該方法は、測定される物理量の少なくとも１個と全坑井の運転状態を表すデータに応じて、坑井の各々を制御するための個別手順により使用される制御パラメーターを自動修正することを特徴とする。
【００２６】
本発明の別の特徴によると、坑井の少なくとも１個はガス注入により駆動され、プラントは更に前記坑井を駆動するための加圧ガスシステムをもち、該システムはその運転状態を表す物理量を測定するためのセンサーを備えており、本方法は、前記物理量の値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記値が前記閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、駆動ガスシステムで測定される圧力を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように駆動ガス消費を増加するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００２７】
本発明の別の特徴によると、測定される物理量はガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステム内の圧力である。
【００２８】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を増加するための操作は、停止している少なくとも１個のガス注入駆動坑井を始動することからなる。
【００２９】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を増加するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を増加することからなる。
【００３０】
本発明の別の特徴によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を増加するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を増加するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００３１】
本発明の別の特徴によると、坑井の少なくとも１個はガス注入により駆動され、プラントは更に前記坑井を駆動するための加圧ガスシステムをもち、該システムはその運転状態を表す物理量を測定するためのセンサーを備えており、本方法は、前記物理量の値を所定の高い閾値と比較し、前記値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、駆動ガスシステムで測定される圧力を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように駆動ガス消費を低減するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００３２】
本発明の別の特徴によると、測定される物理量はガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステム内の圧力である。
【００３３】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を低減するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井を停止することからなる。
【００３４】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を低減するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を低減することからなる。
【００３５】
本発明の別の特徴によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を低減するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を低減するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００３６】
本発明の別の特徴によると、本発明は物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記物理量の値が前記閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、物理量の測定値を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように炭化水素の生産を低減するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００３７】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作は、現在生産中の１個の坑井を停止することからなる。
【００３８】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作は、現在生産中の１個の坑井の生産を低減することからなる。
【００３９】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を低減するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００４０】
本発明の別の特徴によると、本発明は物理量の測定値を所定の高い閾値と比較し、前記物理量の値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、物理量の測定値を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように炭化水素の生産を増加するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００４１】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作は、現在生産中の坑井からの炭化水素の生産を増加することからなる。
【００４２】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作は、停止している坑井を始動することからなる。
【００４３】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を増加するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
一般に、本発明の方法は数個の坑井と、加圧駆動ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントを運転するために使用される。
【００４５】
図１は例として与える炭化水素生産プラントの主要素を示し、以下の要素を含む。
−流動坑井１、即ち炭化水素の自然圧が油出力ライン３を接続した掘削ストリング２を通して坑井の底部から坑口装置まで炭化水素を上昇させるために十分である貯留層から生産するための坑井であって、前記ライン３は炭化水素の出力を制御することが可能なチョーク４と、前記流速を測定するためのセンサー５２を備える。
−ガス注入駆動方式で生産する坑井５は、油出力チョーク１１を備えるライン９がその頂部から延びている掘削ストリング７と、掘削ストリング７に沿って至適間隔で配置されたガス注入弁１３と、掘削ストリング７により規定される環状スペース１７にガスを注入するための管１５と、坑井の壁を形成するケーシング１９を含み、前記管１５は注入ガスの流速を制御するためのチョーク２１と、その下端部に配置された環状分離シール２３と、注入ガスの流速を制御するためのチョーク２１の上流に配置されたセンサー４７を備える。
−ガス注入駆動方式で生産する坑井６は、油出力チョーク１２を備えるライン１０がその頂部から延びている掘削ストリング８と、掘削ストリング８に沿って至適間隔で配置されたガス注入弁１４と、掘削ストリング７により規定される環状スペース１８にガスを注入するための管１６と、坑井の壁を形成するケーシング２０を含み、前記管は注入ガスの流速を制御するためのチョーク２２と、その下端部に配置された環状分離シール２４と、注入ガスの流速を測定するためのセンサー４８を備え、前記センサーは注入ガスの流速を制御するためのチョーク２２の上流に配置されている。
−液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井２５は、油出力チョーク２８を備えるライン２７がその頂部から延びている掘削ストリング２６と、環状スペース３０の頂部に接続されており、ガス通気チョーク３１を備えるライン２９と、底部に配置されており、周波数可変電源３４により給電される電気モーター３３により駆動され、坑井の底部の炭化水素を掘削ストリング２６を通して坑口装置まで引き上げる液内ポンプ３２と、油出力チョーク２８の上流の圧力を測定するためセンサー４６と、チョーク３１の上流の圧力を測定するためのセンサー５１を備える。
−加圧ガスシステム３５は、ガス注入駆動坑井５及び６の環状スペース１７及び１８に接続されたライン１５及び１６に供給し、このシステム内の圧力はセンサー３６により測定される。
−生産した炭化水素を採収するためのシステム３７には、各坑井の炭化水素出力ライン３、９、１０及び２７が接続されている。
−炭化水素採収システム３７を通って供給される生産した炭化水素を処理するための下流ユニット３８は、生産した炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９を含み、タンク内の油面はセンサー４０により測定され、圧力はセンサー４９により測定され、分離された油は炭化水素と同時に坑井の底部から引き上げられた水を含む。炭化水素から分離されたガスは、ガスを圧縮してガスシステム３５に注入するコンプレッサー４２の吸気側に配置されたタンク４１と、生産したガスを排出するためのライン４３に供給される。セパレータータンク３９の底部の油はポンプにより排出され、生産した油を排出するためのライン４５に送られる。
【００４６】
装置は更に、図１には示さないが、プラントを安全モードに移行するための手段を含む。
【００４７】
図２は本発明の方法を実施するための装置を示し、以下の要素を含む。
−流動方式で生産する坑井１を制御するためのコントローラー６０は、センサー５２により送信される信号を受信し、油出力チョーク４を操作する。この坑井１を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、この坑井の最低生産モードに対応する所定の油生産流速を得るようにチョーク４を徐々に開く始動シーケンスを含む。始動段階後、生産モードに転換するために、この坑井２５の個別制御手順は、油出力チョーク４を操作することにより、センサー５２により測定される炭化水素生産流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６０に記憶された設定値に合わせる。
−液内ポンプ装置により駆動される坑井２５を制御するためのコントローラー６１は、油出力チョーク２８とガス通気チョーク３１の上流の圧力センサー４６及び５１により発生される信号と、周波数可変電源３４により発生される電流の周波数を表す信号を受信し、油出力チョーク２８及びガス通気チョーク３１と、周波数可変電源３４の周波数を操作する。この坑井２５を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、可変電源３４の周波数を操作することによりモーター３３の速度を漸増すると共に、修正可能な制御パラメーターの形態でコントローラー６１に記憶された所定の油生産流速に対応する最低生産モードに坑井を移行するようにチョーク２８及び３１を操作する始動シーケンスを含む。始動段階後、この坑井２５の個別制御手順は生産モードに入るために、
・制御パラメーターの形態でコントローラー６１に記憶された目的値までモーター３３の速度を増加し、
・モーター３３の速度の目的値に応じて計算された値まで油出力チョーク２８を開き、
・ガス通気チョーク３１を操作し、前記チョークの上流の圧力をモーター３３の速度の目的値に応じて計算された値に維持する。
−ガス注入により駆動される坑井５を制御するためのコントローラー６２は、注入ガス流速センサー４７により発生される信号を受信し、油出力チョーク１１とガス注入チョーク２１を操作する。この坑井５を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、所定のシーケンスで油出力チョーク１１とガス注入チョーク２１を操作し、最低生産モードに入る。この最低生産モードから出発し、この坑井５を個別に制御するための手順は、生産モードに転換するために、油出力チョーク１１の位置を所定値に合わせ、ガス注入チョーク２１を操作し、注入ガス流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６２に記憶された設定値に合わせる。
−ガス注入により駆動される坑井６を制御するためのコントローラー６３は、油出力流速センサー４８により発生される信号を受信し、油出力チョーク１２とガス注入チョーク２２を操作する。この坑井６を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、所定シーケンスで油出力チョーク１２とガス注入チョーク２２を操作し、最低生産モードに入る。この最低生産速度から出発し、この坑井６を個別に制御するための手順は、油出力チョーク１２の位置を所定値に合わせ、ガス注入チョーク２２を操作し、注入ガス流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６３に記憶された設定値に合わせる。
−坑井１、５、６及び２５の各々を制御するためのコントローラー６０、６１、６２及び６３に接続された管理コントローラー６４は、
・注入ガスシステム３５に配置された圧力センサー３６と、
・炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９内の液面を測定するためのセンサー４０と、
・炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９内の圧力を測定するためのセンサー４９と、
・生産した油を排出するためのライン４５に配置された圧力センサー５３
により発生される信号を受信する。
【００４８】
各コントローラー６０、６１及び６２は、
−各坑井を個別に制御するための手順に対応するプログラム、
−各坑井を個別に制御するためのパラメーター、例えば任意型の坑井の油流速の設定値、ガス注入駆動坑井の注入ガス流速の設定値、ポンプ駆動坑井の通気ガス流速の設定値、
−各コントローラーが制御する各坑井の運転状態を表すデータ、例えば、
・運転中止、
・停止／待機、
・始動モード、
・最低生産モード、
・生産モード、
−各坑井を個別に制御するためのパラメーターとして、例えば状態変化コマンド等の個別制御手順により解釈される値のパラメーター
を含むメモリを備える。
【００４９】
管理コントローラー６４は炭化水素生産プラントの運転方法を実施するためのプログラムを含むメモリーを備える。
【００５０】
各坑井を個別に制御するためのコントローラー６０、６１、６２及び６３と管理コントローラー６４は双方向通信手段（図示せず）を備え、コントローラー６４は電気リンク６５、６６、６７及び６８を介して
−各坑井の運転状態を認識し、
−各坑井を制御するための手順により使用される制御パラメーターの値を認識し、
−制御パラメーターの値を修正することができる。
【００５１】
コントローラー６１〜６４はプラントを安全モードに移行するためのシステムにも接続されており、従って、プラントの要素が安全モードに移行したことを伝達され、これらの要素、特に坑井が運転中止していることを伝達される。
【００５２】
本発明の方法の第１の実施態様によると、管理コントローラー６４はセンサー３６により測定される注入ガスシステム３５内の圧力を所定の高い閾値と比較する。
【００５３】
この圧力がこの閾値よりも低い場合には、コントローラー６４は作動しない。
【００５４】
この圧力がこの閾値よりも高い場合には、管理コントローラー６４はガス注入駆動坑井５及び６を制御するためのコントローラー６２及び６３に制御パラメーター修正の形態のコマンドを発生し、注入ガスの流速を増加し、従って、ガス注入システム３５内の圧力を下げる。
【００５５】
このために、管理コントローラー６４は双方向通信手段によりコントローラー６２のメモリーから坑井５の運転状態を読み取る。この状態から坑井５が生産モードであると判断される場合、即ち坑井５を個別に制御するための手順により制御される流速で炭化水素を生産していると判断される場合には、注入ガスの流速を増すために、管理コントローラー６４は制御パラメーターの形態でコントローラー６２に記憶されたガス流速設定値を増加する。
【００５６】
管理コントローラー６４は駆動ガスシステム３５内の圧力が再び高い閾値よりも低くなるまでこの動作を繰り返す。実験により予め決定した時間後に圧力が高い閾値よりもまだ高い場合には、管理コントローラー６４は一連の同様の動作を実行し、ガス注入駆動坑井６の生産を増加する。
【００５７】
ガス注入駆動坑井５及び６のどちらかが生産モードでない場合、即ち停止／待機状態にある場合には、注入ガスの流速を増すために、管理コントローラー６４はこの坑井が運転中止しているかどうかをチェックし、この坑井を制御するコントローラーに記憶された対応する状態パラメーターを修正することにより始動コマンドを送る。
【００５８】
坑井の各々により生産される炭化水素の流速を増すために、設定値を増加するか又は停止している坑井を始動することにより開始される油出力チョーク及びガス通気チョークの操作は、各坑井５及び６を個別に制御するための手順に従って各コントローラー６２及び６３により実施される。
【００５９】
このため、システム内の圧力の過度の上昇が避けられ、プラントの部分的安全モード移行や、生産低減が避けられる。同時に、ガス修正駆動坑井による炭化水素の生産は最大になる。
【００６０】
本発明の第２の実施態様によると、生産を増加するのための操作即ち坑井を始動し、生産モードで運転するための操作と、生産を低減するのための操作即ち坑井を最低生産モードに移行し、停止するための操作とに優先順位を割り当てる。これらの優先順位割り当ては、以下のテーブルＴ１及びＴ２のようなテーブルの形態で管理コントローラー６４に記憶されている。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
テーブルＴ１及びＴ２中、最高優先順位の操作は最小値の操作であり、従ってランクｉの操作はランクｉ＋ｊ（ｊ＞１）の操作よりも優先順位が高く、優先ランク０はこの坑井種に対応する状態が存在しないことを意味する。
【００６３】
坑井種の欄において、Ｆは坑井が流動型であることを意味し、ＧＡはガス注入駆動型であることを意味し、ＰＡはポンプ駆動型であることを意味する。
【００６４】
管理コントローラー６４は更に、坑井の種々の初期及び最終状態間の可能な遷移のテーブルをそのメモリーに含み、これらのテーブルは下記構造をもつ。
【００６５】
【表３】
【００６６】
【表４】
プラントを公知始動手順に従って始動すると、坑井の状態は次のようになる。
【００６７】
【表５】
本発明の第２の実施態様によると、管理コントローラー６４はセンサー５３により測定されるライン４５内の圧力の値を高い閾値Ｐ１及び非常に高い閾値Ｐ２と常時比較し、Ｐ１及びＰ２はプラントの特性に応じて予め決定される。
【００６８】
ライン４５内の圧力の値がＰ１とＰ２の間にある場合には、コントローラー６４は作動しない。
【００６９】
ライン４５内の圧力の値が閾値Ｐ１よりも低い場合には、管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索する。本例では、ランク１の操作は既に実施されているので、最高優先順位の操作は坑井番号１の生産モード移行に対応するランク２の操作である。テーブル４によると、この状態は最低生産モード状態からしか達成できない。コントローラー６０との通信手段を介して管理コントローラー６４は坑井番号１の状態が最低生産モードにあるかどうかをチェックし、本例（テーブルＴ５）のようにそうであるならば、通信手段を介して坑井１を「生産モード」状態に転換するためのコマンドと適用する油流速設定値をコントローラー６０に送る。
【００７０】
このコマンドは坑井１を個別に制御するための手順により解釈され、コントローラー６４により送信される値を油流速設定値に送り、坑井１の状態を表すデータを更新する。
【００７１】
坑井の状態は次のようになる。
【００７２】
【表６】
実験により決定した時間遅延の経過後、必要な操作を実施できるように管理コントローラー６４は再びライン４５内の圧力の値を閾値Ｐ１及びＰ２と比較する。ライン４５内の圧力の値が閾値Ｐ１よりも低い場合には、管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索する。本例では、ランク１及び２の操作は既に実施されているので、最高優先順位の操作は「運転中止」の運転状態にある坑井番号４の始動に対応するランク３の操作である。
【００７３】
従って、坑井番号４は始動することができず、ランク３の操作は実施することができない。
【００７４】
管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索し、坑井番号２の始動に対応するランク４の操作を見いだす。この坑井はガス注入駆動型であるので、コントローラー６４は更に、センサー３６により測定される圧力が本発明の要素の特性に応じて設定した注入ガスシステム３５の公称運転値よりも高いか否かをチェックすることにより、このシステム３５内のガスのアベイラビリティーをチェックする。
【００７５】
本例のように、管理コントローラー６４はこの坑井を始動モードに転換するためのコマンドをコントローラー６２に送る。
【００７６】
このコマンドは坑井２を個別に制御するための手順により解釈され、この坑井の始動シーケンスを開始する。
【００７７】
坑井の運転状態は次のようになる。
【００７８】
【表７】
ガスアベイラビリティー条件を満足していなかったならば、コントローラー６４は坑井の運転状態に基づき、生産を増加するための可能な最高優先順位の操作を検索すると考えられる。
【００７９】
次に、坑井４が運転状態に入っており、「停止／待機」状態にある場合について説明する。
【００８０】
坑井の運転状態は以下の通りである。
【００８１】
【表８】
管理コントローラー６４はライン４５内の圧力の値を閾値Ｐ１及びＰ２と比較する。ライン４５内の圧力の値が閾値Ｐ１よりも低い場合には、管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索し、坑井番号４の始動モード転換に対応するランク３の操作を見いだす。管理コントローラー６４は通信手段を介して坑井４を個別に制御するためのローカルコントローラー６１に坑井４を始動状態に転換するためのコマンドを送る。このコマンドは坑井４を個別に制御するための手順により解釈され、始動シーケンスを開始する。
【００８２】
従って、坑井の運転状態は次のようになる。
【００８３】
【表９】
ライン４５内の圧力の値が閾値Ｐ２よりも高くなると、管理コントローラー６４は炭化水素生産を低減するための最高優先順位の操作をテーブルＴ２から検索する。本例では、最高優先順位の操作は坑井番号３の部分的停止に対応するランク１の操作であるが、この坑井は停止／待機状態にあるため、この操作は実施することができない。管理コントローラー６４は次善優先操作を検索し、坑井番号２の部分的停止に対応するランク２の操作を見いだす。坑井番号２は始動状態にあるので、この操作は実施することができない。管理コントローラー６４は次善優先操作を検索し、坑井番号１の部分的停止に対応するランク３の操作を見いだす。管理コントローラー６４は通信手段を介して坑井１を個別に制御するためのコントローラー６０に坑井１を最低生産モードに対応する状態に転換するためのコマンドを送る。このコマンドは坑井１を個別に制御するための手順により解釈され、従って、この坑井を操作する。
【００８４】
次に、坑井の運転状態は次のようになる。
【００８５】
【表１０】
前段に記載したと同一手順に従い、管理コントローラー６４はセンサー４９により測定されるセパレータータンク３９内の圧力を高い閾値Ｐ３と非常に高い閾値Ｐ４の２個の閾値にそれぞれ比較する。この圧力が閾値Ｐ４よりも高い場合には、坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を低減するための操作を開始する。この圧力が閾値Ｐ３よりも低い場合には、コントローラー６４は坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を増加するための操作を開始する。
【００８６】
上記手順に従い、管理コントローラー６４はセンサー４０により測定されるセパレータータンク３９内の液面を高い閾値Ｐ５と非常に高い閾値Ｐ６の２個の閾値にそれぞれ比較する。この圧力が閾値Ｐ６よりも高い場合には、坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を低減するための操作を開始する。この圧力が閾値Ｐ５よりも低い場合には、コントローラー６４は坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を増加するための操作を開始する。
【００８７】
このように、本発明によると、ライン４５の下流の閉塞や上流の過剰油生産等の運転異常が発生するとライン４５内の圧力が上昇し、生産を低減するための一連の操作が自動的に作動し、ライン４５内の圧力を閾値Ｐ２の値よりも迅速に低下させ、従って、一般にプラントの運転停止に至る安全モード移行閾値に達しないようにすることができる。生産を低減させるための操作は優先順位により分類され、坑井の運転状態を考慮して実施されるため、最適に管理される。
【００８８】
更に、本発明によると、セパレータータンクの完全な安全性の運転制約を満たしながら、管４５内の圧力値を閾値Ｐ１及びＰ２の間にすることにより油生産をその最大値に維持する。
【００８９】
本発明は４個の坑井と、注入ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、下流処理ユニットを含む上記のようなプラントの運転に制限されない。本発明は数十個の坑井と、数個の注入システムと、数個の炭化水素採収システムと、数個の下流処理ユニットを含むプラントの運転にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】例として与える炭化水素生産プラントの主要素を示す。
【図２】本発明の方法を実施するための装置を示す。
【符号の説明】
１ 流動坑井
２、７、８、２６ 掘削ストリング
３、９、１０、２７ 油出力ライン
４、１１、１２、２８ 油出力チョーク
５、６ ガス注入駆動坑井
１３、１４ ガス注入弁
１５、１６ ガス注入管
１７、１８ 環状スペース
１９、２０ ケーシング
２１、２２ ガス注入チョーク
２３、２４ 環状分離シール
２５ 液内ポンプ駆動坑井
２９ ガスライン
３１ ガス通気チョーク
３２ 液内ポンプ
３３ モーター
３４ 周波数可変電源
３５ 注入ガスシステム
３６、４９、５１ 圧力センター
３７ 炭化水素採収システム
３８ 下流ユニット
３９ セパレータタンク
４０ 油面センサー
４１ タンク
４２ コンプレッサー
４３ ガス排出ライン
４５ 油排出ライン
４６、５２、５３ センサー
４７、４８ 注入ガス流速センサー
６０、６１、６２、６３ コントローラー
６４ 管理コントローラー
６５、６６、６７、６８ 電気リンク
【発明の属する技術分野】
本発明は数個の坑井と、坑井を駆動するための加圧ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法に関する。
【０００２】
本発明は陸地又は海洋炭化水素鉱床の採掘に適用される。
【０００３】
【従来技術】
一般に坑井からの生産方式としては、流動方式、ガス注入を使用する駆動方式及び液内ポンプ装置を使用する駆動方式の３種類がある。
【０００４】
生産方式に関係なく、全油井は炭化水素貯留層の近傍に配置された油井の底を油井の頂部に配置された坑口装置に接続する掘削ストリングを含む。
【０００５】
掘削ストリングはケーシングと共に油井の壁を形成し、環状スペースを規定する。
【０００６】
油井の頂部で掘削ストリングは、炭化水素生産流速を測定するためのセンサーと炭化水素生産流速を制御することが可能な油出力チョークを備えるラインに接続されている。
【０００７】
このような坑井を流動方式生産で運転する方法としては、この坑井により生産される炭化水素の流速を設定値に合わせるか、又は油出力チョークの位置を開放設定に合わせる方法が知られている。
【０００８】
加圧ガスシステムを使用するガス注入駆動方式で生産する油井は更に、その下端部に配置された環状分離シールと、掘削ストリングに沿って至適間隔で配置されたガス注入弁と、環状スペースに配置され、注入ガスの流速を制御するためのチョークを備えるガス注入ラインを含む。
【０００９】
注入ガスの効果は、掘削ストリングを流れる炭化水素を軽くし、坑口装置に向かって上昇し易くすることである。
【００１０】
ガス注入駆動方式で生産する坑井の運転方法の１例は文献ＦＲ２６７２９３６に記載されている。この方法は油出力チョークと注入ガス流速を制御するためのチョークとを同時に操作し、油出力チョークの上流の炭化水素の圧力と温度、環状スペース内の圧力又は坑井に注入されるガスの流速等のセンサーにより測定される物理量の値に応じて炭化水素生産流速を制御するものである。
【００１１】
液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井は、他の２方式で生産する坑井と同様に、掘削ストリングの頂部に接続された油出口を備えるラインに加え、環状スペースの頂部に接続され、ガス通気チョークを備える別のラインを含む。前記チョークは通気ガスの流速を制御でき、即ち坑井の底部の熱力学的条件下で過剰の遊離ガスを坑井から抽出できる。
【００１２】
このような坑井は更に、周波数可変電源により給電される電気モーターにより駆動される液内ポンプを底部に含み、坑井の底部の炭化水素を掘削ストリングを通して坑口装置に向かって上昇させることができる。
【００１３】
液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井の運転方法の１例は１９９８年２月１３日付け仏国特許出願第９８／０１７８２号に記載されている。この方法は、油生産流速を制御するために、油出力チョーク及びガス通気チョークの上流の圧力、電気モーターに消費される電流及び坑井からの生産を表す物理量（例えば坑井の底部の圧力、温度又は坑井からの油の出力流速）に応じて、これら２種のチョークと電気モーターの速度を同時に操作している。
【００１４】
これらの制御方法はいずれも制御する坑井に固有の１個以上の物理量に依存して行われる。これらの方法は他の坑井の運転状態や、全てのガス注入駆動坑井に共通の駆動ガスシステムの挙動（例えばアベイラビリティーや超過消費の低下の結果として不十分なガスに起因する挙動）や、同様に全坑井に共通の挙動として、生産した炭化水素を採収するためのシステムの挙動や、処理ユニットの下流の挙動については考慮していない。
【００１５】
ガス注入駆動方式で生産する坑井の運転に使用する方法の別の例はダイナミックガス割り当て方法として知られ、注入ガスシステム内の圧力に及ぼす撹乱の効果を制限することができる。この方法はシステムで利用可能な駆動ガスと各坑井のガス感度に応じて計算された駆動ガス流を各坑井に割り当てるものである。
【００１６】
このダイナミックガス割り当て方法には、坑井の運転状態を考慮していないため、各状態に固有の要件を考慮していない点と、割り当てたガス流の修正後の状態を考慮していないため、新規の実際的要件を考慮していない点との２つの欠点がある。
【００１７】
これらの欠点により、この方法は特に坑井始動段階で無効になると思われる。
【００１８】
即ち、回路閉塞、可用注入ガス量の変化、分離タンク内の液面の過度な上昇又は回路内の圧力上昇等の撹乱が炭化水素採収システムに生じると、プラントは安全モードに移行し、生産を停止する。
【００１９】
１個の坑井の運転異変は共通のプラントを通じて他の坑井の一部又は全部に撹乱を引き起こし、その結果、プラントの全面停止に至る。
【００２０】
特にプラントが安全モードに移行中又は再始動中の段階でこのような異変が生じると、設備は非常に大きな機械的、熱及び油圧応力を受け、損傷したり、いずれの場合も寿命を縮める恐れがある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、数個の坑井と、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するプラントの運転方法として、全坑井の運転状態と、プラントの各要素の運転を表す物理量の変化を考慮した方法を提案することにより、特に上記欠点を解決することである。
【００２２】
本発明の方法によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステムを更に含む炭化水素生産プラントも運転できる。
【００２３】
本発明の方法は、始動後の運転に関して坑井の始動と停止の両者に同等に良好に適用可能である。
【００２４】
本発明によると、駆動ガスシステム、生産した炭化水素の採収システム及び下流処理ユニットでの撹乱に伴う生産停止を回避し、生産を完全な安全性でその至適レベルに維持することができる。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明は数個の坑井と、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法を提案し、前記システムと前記下流ユニットはそれらの運転を表す物理量を測定するためのセンサーをもち、各坑井は修正可能な制御パラメーターと制御下の単一坑井の運転状態を表すデータを使用する個別手順に従って制御され、該方法は、測定される物理量の少なくとも１個と全坑井の運転状態を表すデータに応じて、坑井の各々を制御するための個別手順により使用される制御パラメーターを自動修正することを特徴とする。
【００２６】
本発明の別の特徴によると、坑井の少なくとも１個はガス注入により駆動され、プラントは更に前記坑井を駆動するための加圧ガスシステムをもち、該システムはその運転状態を表す物理量を測定するためのセンサーを備えており、本方法は、前記物理量の値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記値が前記閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、駆動ガスシステムで測定される圧力を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように駆動ガス消費を増加するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００２７】
本発明の別の特徴によると、測定される物理量はガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステム内の圧力である。
【００２８】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を増加するための操作は、停止している少なくとも１個のガス注入駆動坑井を始動することからなる。
【００２９】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を増加するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を増加することからなる。
【００３０】
本発明の別の特徴によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を増加するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を増加するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００３１】
本発明の別の特徴によると、坑井の少なくとも１個はガス注入により駆動され、プラントは更に前記坑井を駆動するための加圧ガスシステムをもち、該システムはその運転状態を表す物理量を測定するためのセンサーを備えており、本方法は、前記物理量の値を所定の高い閾値と比較し、前記値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、駆動ガスシステムで測定される圧力を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように駆動ガス消費を低減するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００３２】
本発明の別の特徴によると、測定される物理量はガス注入駆動坑井を駆動するためのガスシステム内の圧力である。
【００３３】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を低減するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井を停止することからなる。
【００３４】
本発明の別の特徴によると、駆動ガスの消費を低減するための操作は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を低減することからなる。
【００３５】
本発明の別の特徴によると、ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を低減するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を低減するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００３６】
本発明の別の特徴によると、本発明は物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記物理量の値が前記閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、物理量の測定値を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように炭化水素の生産を低減するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００３７】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作は、現在生産中の１個の坑井を停止することからなる。
【００３８】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作は、現在生産中の１個の坑井の生産を低減することからなる。
【００３９】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を低減するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を低減するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００４０】
本発明の別の特徴によると、本発明は物理量の測定値を所定の高い閾値と比較し、前記物理量の値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正し、物理量の測定値を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように炭化水素の生産を増加するための少なくとも１個の操作を開始することからなる。
【００４１】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作は、現在生産中の坑井からの炭化水素の生産を増加することからなる。
【００４２】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作は、停止している坑井を始動することからなる。
【００４３】
本発明の別の特徴によると、炭化水素の生産を増加するための操作には、所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を増加するために開始される操作は坑井の各々の所定運転状態で割り当てられる最高優先順位の操作である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
一般に、本発明の方法は数個の坑井と、加圧駆動ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、生産した炭化水素を処理するための下流ユニットを含み、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントを運転するために使用される。
【００４５】
図１は例として与える炭化水素生産プラントの主要素を示し、以下の要素を含む。
−流動坑井１、即ち炭化水素の自然圧が油出力ライン３を接続した掘削ストリング２を通して坑井の底部から坑口装置まで炭化水素を上昇させるために十分である貯留層から生産するための坑井であって、前記ライン３は炭化水素の出力を制御することが可能なチョーク４と、前記流速を測定するためのセンサー５２を備える。
−ガス注入駆動方式で生産する坑井５は、油出力チョーク１１を備えるライン９がその頂部から延びている掘削ストリング７と、掘削ストリング７に沿って至適間隔で配置されたガス注入弁１３と、掘削ストリング７により規定される環状スペース１７にガスを注入するための管１５と、坑井の壁を形成するケーシング１９を含み、前記管１５は注入ガスの流速を制御するためのチョーク２１と、その下端部に配置された環状分離シール２３と、注入ガスの流速を制御するためのチョーク２１の上流に配置されたセンサー４７を備える。
−ガス注入駆動方式で生産する坑井６は、油出力チョーク１２を備えるライン１０がその頂部から延びている掘削ストリング８と、掘削ストリング８に沿って至適間隔で配置されたガス注入弁１４と、掘削ストリング７により規定される環状スペース１８にガスを注入するための管１６と、坑井の壁を形成するケーシング２０を含み、前記管は注入ガスの流速を制御するためのチョーク２２と、その下端部に配置された環状分離シール２４と、注入ガスの流速を測定するためのセンサー４８を備え、前記センサーは注入ガスの流速を制御するためのチョーク２２の上流に配置されている。
−液内ポンプ装置を使用する駆動方式で生産する坑井２５は、油出力チョーク２８を備えるライン２７がその頂部から延びている掘削ストリング２６と、環状スペース３０の頂部に接続されており、ガス通気チョーク３１を備えるライン２９と、底部に配置されており、周波数可変電源３４により給電される電気モーター３３により駆動され、坑井の底部の炭化水素を掘削ストリング２６を通して坑口装置まで引き上げる液内ポンプ３２と、油出力チョーク２８の上流の圧力を測定するためセンサー４６と、チョーク３１の上流の圧力を測定するためのセンサー５１を備える。
−加圧ガスシステム３５は、ガス注入駆動坑井５及び６の環状スペース１７及び１８に接続されたライン１５及び１６に供給し、このシステム内の圧力はセンサー３６により測定される。
−生産した炭化水素を採収するためのシステム３７には、各坑井の炭化水素出力ライン３、９、１０及び２７が接続されている。
−炭化水素採収システム３７を通って供給される生産した炭化水素を処理するための下流ユニット３８は、生産した炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９を含み、タンク内の油面はセンサー４０により測定され、圧力はセンサー４９により測定され、分離された油は炭化水素と同時に坑井の底部から引き上げられた水を含む。炭化水素から分離されたガスは、ガスを圧縮してガスシステム３５に注入するコンプレッサー４２の吸気側に配置されたタンク４１と、生産したガスを排出するためのライン４３に供給される。セパレータータンク３９の底部の油はポンプにより排出され、生産した油を排出するためのライン４５に送られる。
【００４６】
装置は更に、図１には示さないが、プラントを安全モードに移行するための手段を含む。
【００４７】
図２は本発明の方法を実施するための装置を示し、以下の要素を含む。
−流動方式で生産する坑井１を制御するためのコントローラー６０は、センサー５２により送信される信号を受信し、油出力チョーク４を操作する。この坑井１を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、この坑井の最低生産モードに対応する所定の油生産流速を得るようにチョーク４を徐々に開く始動シーケンスを含む。始動段階後、生産モードに転換するために、この坑井２５の個別制御手順は、油出力チョーク４を操作することにより、センサー５２により測定される炭化水素生産流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６０に記憶された設定値に合わせる。
−液内ポンプ装置により駆動される坑井２５を制御するためのコントローラー６１は、油出力チョーク２８とガス通気チョーク３１の上流の圧力センサー４６及び５１により発生される信号と、周波数可変電源３４により発生される電流の周波数を表す信号を受信し、油出力チョーク２８及びガス通気チョーク３１と、周波数可変電源３４の周波数を操作する。この坑井２５を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、可変電源３４の周波数を操作することによりモーター３３の速度を漸増すると共に、修正可能な制御パラメーターの形態でコントローラー６１に記憶された所定の油生産流速に対応する最低生産モードに坑井を移行するようにチョーク２８及び３１を操作する始動シーケンスを含む。始動段階後、この坑井２５の個別制御手順は生産モードに入るために、
・制御パラメーターの形態でコントローラー６１に記憶された目的値までモーター３３の速度を増加し、
・モーター３３の速度の目的値に応じて計算された値まで油出力チョーク２８を開き、
・ガス通気チョーク３１を操作し、前記チョークの上流の圧力をモーター３３の速度の目的値に応じて計算された値に維持する。
−ガス注入により駆動される坑井５を制御するためのコントローラー６２は、注入ガス流速センサー４７により発生される信号を受信し、油出力チョーク１１とガス注入チョーク２１を操作する。この坑井５を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、所定のシーケンスで油出力チョーク１１とガス注入チョーク２１を操作し、最低生産モードに入る。この最低生産モードから出発し、この坑井５を個別に制御するための手順は、生産モードに転換するために、油出力チョーク１１の位置を所定値に合わせ、ガス注入チョーク２１を操作し、注入ガス流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６２に記憶された設定値に合わせる。
−ガス注入により駆動される坑井６を制御するためのコントローラー６３は、油出力流速センサー４８により発生される信号を受信し、油出力チョーク１２とガス注入チョーク２２を操作する。この坑井６を個別に制御するための手順は、停止／待機状態から出発し、所定シーケンスで油出力チョーク１２とガス注入チョーク２２を操作し、最低生産モードに入る。この最低生産速度から出発し、この坑井６を個別に制御するための手順は、油出力チョーク１２の位置を所定値に合わせ、ガス注入チョーク２２を操作し、注入ガス流速を制御パラメーターの形態でコントローラー６３に記憶された設定値に合わせる。
−坑井１、５、６及び２５の各々を制御するためのコントローラー６０、６１、６２及び６３に接続された管理コントローラー６４は、
・注入ガスシステム３５に配置された圧力センサー３６と、
・炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９内の液面を測定するためのセンサー４０と、
・炭化水素を油とガスに分離するためのタンク３９内の圧力を測定するためのセンサー４９と、
・生産した油を排出するためのライン４５に配置された圧力センサー５３
により発生される信号を受信する。
【００４８】
各コントローラー６０、６１及び６２は、
−各坑井を個別に制御するための手順に対応するプログラム、
−各坑井を個別に制御するためのパラメーター、例えば任意型の坑井の油流速の設定値、ガス注入駆動坑井の注入ガス流速の設定値、ポンプ駆動坑井の通気ガス流速の設定値、
−各コントローラーが制御する各坑井の運転状態を表すデータ、例えば、
・運転中止、
・停止／待機、
・始動モード、
・最低生産モード、
・生産モード、
−各坑井を個別に制御するためのパラメーターとして、例えば状態変化コマンド等の個別制御手順により解釈される値のパラメーター
を含むメモリを備える。
【００４９】
管理コントローラー６４は炭化水素生産プラントの運転方法を実施するためのプログラムを含むメモリーを備える。
【００５０】
各坑井を個別に制御するためのコントローラー６０、６１、６２及び６３と管理コントローラー６４は双方向通信手段（図示せず）を備え、コントローラー６４は電気リンク６５、６６、６７及び６８を介して
−各坑井の運転状態を認識し、
−各坑井を制御するための手順により使用される制御パラメーターの値を認識し、
−制御パラメーターの値を修正することができる。
【００５１】
コントローラー６１〜６４はプラントを安全モードに移行するためのシステムにも接続されており、従って、プラントの要素が安全モードに移行したことを伝達され、これらの要素、特に坑井が運転中止していることを伝達される。
【００５２】
本発明の方法の第１の実施態様によると、管理コントローラー６４はセンサー３６により測定される注入ガスシステム３５内の圧力を所定の高い閾値と比較する。
【００５３】
この圧力がこの閾値よりも低い場合には、コントローラー６４は作動しない。
【００５４】
この圧力がこの閾値よりも高い場合には、管理コントローラー６４はガス注入駆動坑井５及び６を制御するためのコントローラー６２及び６３に制御パラメーター修正の形態のコマンドを発生し、注入ガスの流速を増加し、従って、ガス注入システム３５内の圧力を下げる。
【００５５】
このために、管理コントローラー６４は双方向通信手段によりコントローラー６２のメモリーから坑井５の運転状態を読み取る。この状態から坑井５が生産モードであると判断される場合、即ち坑井５を個別に制御するための手順により制御される流速で炭化水素を生産していると判断される場合には、注入ガスの流速を増すために、管理コントローラー６４は制御パラメーターの形態でコントローラー６２に記憶されたガス流速設定値を増加する。
【００５６】
管理コントローラー６４は駆動ガスシステム３５内の圧力が再び高い閾値よりも低くなるまでこの動作を繰り返す。実験により予め決定した時間後に圧力が高い閾値よりもまだ高い場合には、管理コントローラー６４は一連の同様の動作を実行し、ガス注入駆動坑井６の生産を増加する。
【００５７】
ガス注入駆動坑井５及び６のどちらかが生産モードでない場合、即ち停止／待機状態にある場合には、注入ガスの流速を増すために、管理コントローラー６４はこの坑井が運転中止しているかどうかをチェックし、この坑井を制御するコントローラーに記憶された対応する状態パラメーターを修正することにより始動コマンドを送る。
【００５８】
坑井の各々により生産される炭化水素の流速を増すために、設定値を増加するか又は停止している坑井を始動することにより開始される油出力チョーク及びガス通気チョークの操作は、各坑井５及び６を個別に制御するための手順に従って各コントローラー６２及び６３により実施される。
【００５９】
このため、システム内の圧力の過度の上昇が避けられ、プラントの部分的安全モード移行や、生産低減が避けられる。同時に、ガス修正駆動坑井による炭化水素の生産は最大になる。
【００６０】
本発明の第２の実施態様によると、生産を増加するのための操作即ち坑井を始動し、生産モードで運転するための操作と、生産を低減するのための操作即ち坑井を最低生産モードに移行し、停止するための操作とに優先順位を割り当てる。これらの優先順位割り当ては、以下のテーブルＴ１及びＴ２のようなテーブルの形態で管理コントローラー６４に記憶されている。
【００６１】
【表１】
【表２】
【００６３】
坑井種の欄において、Ｆは坑井が流動型であることを意味し、ＧＡはガス注入駆動型であることを意味し、ＰＡはポンプ駆動型であることを意味する。
【００６４】
管理コントローラー６４は更に、坑井の種々の初期及び最終状態間の可能な遷移のテーブルをそのメモリーに含み、これらのテーブルは下記構造をもつ。
【００６５】
【表３】
【表４】
【００６７】
【表５】
【００６８】
ライン４５内の圧力の値がＰ１とＰ２の間にある場合には、コントローラー６４は作動しない。
【００６９】
ライン４５内の圧力の値が閾値Ｐ１よりも低い場合には、管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索する。本例では、ランク１の操作は既に実施されているので、最高優先順位の操作は坑井番号１の生産モード移行に対応するランク２の操作である。テーブル４によると、この状態は最低生産モード状態からしか達成できない。コントローラー６０との通信手段を介して管理コントローラー６４は坑井番号１の状態が最低生産モードにあるかどうかをチェックし、本例（テーブルＴ５）のようにそうであるならば、通信手段を介して坑井１を「生産モード」状態に転換するためのコマンドと適用する油流速設定値をコントローラー６０に送る。
【００７０】
このコマンドは坑井１を個別に制御するための手順により解釈され、コントローラー６４により送信される値を油流速設定値に送り、坑井１の状態を表すデータを更新する。
【００７１】
坑井の状態は次のようになる。
【００７２】
【表６】
【００７３】
従って、坑井番号４は始動することができず、ランク３の操作は実施することができない。
【００７４】
管理コントローラー６４は炭化水素生産を増加するための最高優先順位の操作をテーブルＴ１から検索し、坑井番号２の始動に対応するランク４の操作を見いだす。この坑井はガス注入駆動型であるので、コントローラー６４は更に、センサー３６により測定される圧力が本発明の要素の特性に応じて設定した注入ガスシステム３５の公称運転値よりも高いか否かをチェックすることにより、このシステム３５内のガスのアベイラビリティーをチェックする。
【００７５】
本例のように、管理コントローラー６４はこの坑井を始動モードに転換するためのコマンドをコントローラー６２に送る。
【００７６】
このコマンドは坑井２を個別に制御するための手順により解釈され、この坑井の始動シーケンスを開始する。
【００７７】
坑井の運転状態は次のようになる。
【００７８】
【表７】
【００７９】
次に、坑井４が運転状態に入っており、「停止／待機」状態にある場合について説明する。
【００８０】
坑井の運転状態は以下の通りである。
【００８１】
【表８】
【００８２】
従って、坑井の運転状態は次のようになる。
【００８３】
【表９】
【００８４】
次に、坑井の運転状態は次のようになる。
【００８５】
【表１０】
【００８６】
上記手順に従い、管理コントローラー６４はセンサー４０により測定されるセパレータータンク３９内の液面を高い閾値Ｐ５と非常に高い閾値Ｐ６の２個の閾値にそれぞれ比較する。この圧力が閾値Ｐ６よりも高い場合には、坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を低減するための操作を開始する。この圧力が閾値Ｐ５よりも低い場合には、コントローラー６４は坑井の運転状態を考慮してこれらの操作に割り当てられる優先順位に応じて油生産を増加するための操作を開始する。
【００８７】
このように、本発明によると、ライン４５の下流の閉塞や上流の過剰油生産等の運転異常が発生するとライン４５内の圧力が上昇し、生産を低減するための一連の操作が自動的に作動し、ライン４５内の圧力を閾値Ｐ２の値よりも迅速に低下させ、従って、一般にプラントの運転停止に至る安全モード移行閾値に達しないようにすることができる。生産を低減させるための操作は優先順位により分類され、坑井の運転状態を考慮して実施されるため、最適に管理される。
【００８８】
更に、本発明によると、セパレータータンクの完全な安全性の運転制約を満たしながら、管４５内の圧力値を閾値Ｐ１及びＰ２の間にすることにより油生産をその最大値に維持する。
【００８９】
本発明は４個の坑井と、注入ガスシステムと、生産した炭化水素を採収するためのシステムと、下流処理ユニットを含む上記のようなプラントの運転に制限されない。本発明は数十個の坑井と、数個の注入システムと、数個の炭化水素採収システムと、数個の下流処理ユニットを含むプラントの運転にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】例として与える炭化水素生産プラントの主要素を示す。
【図２】本発明の方法を実施するための装置を示す。
【符号の説明】
１ 流動坑井
２、７、８、２６ 掘削ストリング
３、９、１０、２７ 油出力ライン
４、１１、１２、２８ 油出力チョーク
５、６ ガス注入駆動坑井
１３、１４ ガス注入弁
１５、１６ ガス注入管
１７、１８ 環状スペース
１９、２０ ケーシング
２１、２２ ガス注入チョーク
２３、２４ 環状分離シール
２５ 液内ポンプ駆動坑井
２９ ガスライン
３１ ガス通気チョーク
３２ 液内ポンプ
３３ モーター
３４ 周波数可変電源
３５ 注入ガスシステム
３６、４９、５１ 圧力センター
３７ 炭化水素採収システム
３８ 下流ユニット
３９ セパレータタンク
４０ 油面センサー
４１ タンク
４２ コンプレッサー
４３ ガス排出ライン
４５ 油排出ライン
４６、５２、５３ センサー
４７、４８ 注入ガス流速センサー
６０、６１、６２、６３ コントローラー
６４ 管理コントローラー
６５、６６、６７、６８ 電気リンク
Claims (14)
- 数個の坑井と、全ての坑井で生産された炭化水素を採収するためのシステムと、生産された炭化水素を処理するための下流ユニットとを備えており、前記炭化水素を採収するシステム及び前記下流ユニットがそれらの運転を表す少なくとも１個の物理量を測定するためのセンサーを具備し、各坑井が修正可能な制御パラメーターと制御下の単一坑井の運転状態を表すデータとを使用して個別手順に従って制御される、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法であって、
物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記物理量の測定値が前記非常に高い閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個の操作を開始して物理量の測定値を前記非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように炭化水素の生産を低減させるために、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを自動修正することを含んでおり、炭化水素の生産を低減させる前記操作が、全坑井の運転状態を考慮して実行され、現在生産中の少なくとも１個の坑井を停止するか又は、現在生産中の少なくとも１個の坑井の生産を低減させることからなることを特徴とする前記方法。 - 炭化水素の生産を低減させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を低減させるために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 坑井の少なくとも１個がガス注入により駆動され、プラントが更に前記坑井を駆動する加圧ガスシステムをもち、該システムがその運転状態を表す物理量を測定するセンサーを備えており、前記加圧ガスシステムの運転状態を表す物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記測定値が前記閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個の操作を開始して前記加圧ガスシステムの物理量の測定値を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように駆動ガス消費を増加させるために、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正することを含んでおり、駆動ガスの消費を増加させる操作が、停止しているガス注入駆動坑井を始動するか又は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を増加させることからなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- ガス注入駆動坑井を駆動する加圧ガスシステムの運転状態を表す物理量がガスシステム内の圧力であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
- ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を増加させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を増加させるために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。
- 前記加圧ガスシステムの運転状態を表す物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記測定値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個の操作を開始して駆動ガスシステムで測定される物理量を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように駆動ガス消費を低減させるために、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正することを更に含んでおり、駆動ガスの消費を低減させる操作が、現在生産中のガス注入駆動坑井に対して開始されるものであって、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井を停止するか又は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を低減させることからなることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
- ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を低減させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を低減するために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 前記炭化水素を採収するシステムと前記下流ユニットとの運転を表す物理量の測定値を所定の高い閾値と比較し、前記物理量の測定値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個の操作を開始して物理量の測定値を所定の高い閾値よりも大き い値に戻すように炭化水素の生産を増加させるために、少なくとも１個の坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正することを更に含んでおり、炭化水素の生産を増加させる操作が、現在生産中であるか停止中である坑井に対して開始されるものであって、現在生産中の坑井からの炭化水素の生産を増加させるか又は、停止している坑井を始動することからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- 炭化水素の生産を増加させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、炭化水素の生産を増加させるために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
- その少なくとも１個がガス注入により駆動される数個の坑井と、全ての坑井で生産された炭化水素を採収するためのシステムと、生産された炭化水素を処理するための下流ユニットと、前記ガス注入駆動坑井を駆動する加圧ガスシステムとを備えており、前記炭化水素を採収するシステム、前記下流ユニット及び加圧ガスシステムがそれらの運転を表す少なくとも１個の物理量を測定するためのセンサーを具備し、各坑井が修正可能な制御パラメーターと制御下の単一坑井の運転状態を表すデータとを使用して個別手順に従って制御される、油とガスの形態で炭化水素を生産するためのプラントの運転方法であって、
前記加圧ガスシステムの運転を表す物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記測定値が前記非常に高い閾値よりも大きい場合には、少なくとも１個の操作を開始して前記加圧ガスシステムの物理量の測定値を所定の非常に高い閾値よりも小さい値に戻すように駆動ガス消費を増加させるために、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを自動修正することを含んでおり、駆動ガスの消費を増加させる操作が、停止している複数のガス注入駆動坑井あるいは停止している少なくとも１個のガス注入駆動坑井を始動するか又は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を増加させることからなることを特徴とする前記方法。 - ガス注入駆動坑井を駆動する加圧ガスシステムの運転状態を表す物理量がガスシステム内の圧力であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を増加させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を増加させるために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
- 前記加圧ガスシステムの運転状態を表す物理量の測定値を所定の非常に高い閾値と比較し、前記測定値が前記閾値よりも小さい場合には、少なくとも１個の操作を開始して駆動ガスシステムで測定される物理量を所定の高い閾値よりも大きい値に戻すように駆動ガス消費を低減させるために、少なくとも１個のガス注入駆動坑井を制御するための個別手順の少なくとも１個のパラメーターを修正することを更に含んでおり、駆動ガスの消費を低減させる操作が、現在生産中のガス注入駆動坑井に対して開始されるものであって、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井を停止するか又は、現在生産中の少なくとも１個のガス注入駆動坑井に注入されるガスの流速を低減させることからなることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
- ガス注入駆動坑井を駆動するためのガスの消費を低減させる複数の操作に所定の運転優先順位が割り当てられており、駆動ガスの消費を低減するために開始される前記操作が、坑井の各々の運転状態を考慮した最高優先順位の操作であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
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