Способ определения компонентного состава продукта нефтяных скважин

 

Изобретение относится к способам определения содержания нефти, воды и солей в продукте нефтяных скважин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до 100 г/л. Сущность данного способа состоит во взаимодействии электромагнитной волны длиной 3,19 см с потоком продукции скважины. Далее осуществляется регистрация сигналов, пропорциональных мощностям отраженной от потока и прошедшей через поток волны. Затем определяется содержа1ше нефти в потоке по значению поглощения и найденному значению содержания неф-§ ти в потоке. Дана ил. примера вьшолнен ия устр-ва, реализующего данный способ. 4 Ш1. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК пи 4 С 01 N 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVIY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 4118929/31-09 (22) 01.07.86 (46) 15.11.88. Бюл. М 42 (71) Московский институт нефти и газа им. И.М.Губкина (72) А.А.Демьянов и Е.Н.Браго (53) 621.317.39 (088.8) (56) Беляков В.Л. и др. Методы и средства для измерения содержачия нефти в воде: Обзор ВНИИОЭНГа. Сер, Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности, вып. 3(10), N., 1982, с. 33-35.

Авторское свидетельство СССР

321737, кл. G 01 N 2?/10, 1970. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТНОГО

СОСТАВА ПРОДУКТА НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Л 1437751 А 1 (57) Изобретение относится к способам определения содержания нефти, воды и солей в продукте нефтяных скважин.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до 100 г/л. Сущность данного способа состоит во взаимодействии электромагнитной волны длиной 3, 19 см с потоком продукции скважины. Далее осуществляется регистрация сигналов, пропорциональных мощностям отраженной от потока и прошедшей через поток волны. Затеи определяется содержайие нефти в потоке по значению поглощения и найденному значению содержания неф-м ти в потоке. Дана ил. примера выполнения устр-ва, реализующего данный способ. 4 ил.

С: I 437751

Изобретение относится к нефтяной и газовой промьипленностп, в частности к способам определения содержания нефти, воды и солей в продукте нефтяных скважин.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем

:определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до 100 г/л. 10

На фиг. 1 изображены кривые зависимости модуля коэффициента отражения tr(от содержания нефти W„(a) и солей С (б), на фиг. 2 — кривые зависимости величины поглощения электромагнитной волны от содержания нефтй W„(a) и солей С в воде (б), на фиг, 3 — кривые зависимостей составляющих диэлектрической проницаемости с, = E — i f продукта нефтяных скважин от содержания нефти WÄ и солей С (а), кривые зависимости поглощения 2 1 от длины волны g и содержания солей С в воде (б), кривые зависимости модуля коэффициента отра-25 жения t rj от длины волны ф и содержа" ! ния солей С в воде (b); на фиг. 4— структурная схема устройства для осуществления способа определения компонентного состава продукта нефтяных 30 скважин.

Устройство содержит генератор

СВЧ 1, первый 1 и второй ? аттенюаторы, первый 4 и второй 5 вентили, первый 6 и второй 7 направленные ответвители, первую, вторую и третью детекторные секции 8-10, измерительную ячейку, представляющую собой трубу 11 из радиопрозрачного диэлектрика, узел 12 ввода-вывода волн СВЧ, 40 узел 13 вывода. волн СВЧ, отрезок трубопровода 14 с окнами 15 и 16 с первого по четвертый блоки 17-20 деления, первый 21 и второй 2? блоки вычитания, блок 23 извлечения корня квадратного, блок 24 возведения в квадрат, блок 25 получения десятичного логарифма., блок 26 умножения, первый 27 и второй 28 блоки функционального преобразования первый Вто 50 рой и третий блоки 29-31 индикации.

Электромагнитная волна, длина которой .лежит в интервале 1, 25-3,19 см, от генератора СВЧ 1 через аттенюатор

2, вентиль 4, основные каналы направленных ответвителей 6 и 7 и узел 12 направляется в измерительную ячейку.

Стенка измерительной ячейки выполнена полуволновой и из радиопрозрачного материала, например стеклопластика. Поэтому мощности отраженной и прошедшей через измерительную ячейку волн зависят только от свойств среды, находящейся между окнами 15 и 16 в отрезке трубопровода l4.

Волна, прошедшая через исследуемую среду, поступает через узел 13 и вентиль 5 на вторую детекторную секцию 10. После детектирования сигнал, пропорциональный мощности прошедшей через исследуемую среду волны (P ), поступает на второй вход блока 19.

Отраженная от исследуемой среды волна, поступает через узел 12 и от- ветвляющий канал направленного ответвителя 7 на детекторную секцию 9 °

После детектирования сигнал, пропорциональный мощности отраженной от исследуемой среды волны (Рд ) поступает на второй вход блока деления 17.

От генератора СВЧ 1 через аттенюатор 2, вентиль 4, ответвляющий канал направленного ответвителя 6, аттенюатор 3 и после детектирования первой, детекторной секцией 8 на первые вхо-,, ды блоков 17-19 деления поступает сигнал, пропорциональный мощности падающей волны (Р„) ..

На выходе блока 17 имеем сигнал, пропорциональный квадрату модуля ко- зффициента отражения Г„ . Выход блока !7 соединен с входом блока 23 и пер-, вым,входом блока 21. На выходе блока

23 имеем сигнал, пропорциональный модулю коэффициента отражения jr . Выход блока 23 соединен с входом блока

27. Блок 27 реализует зависимость

1r(=- f(Í„),,íà его выходе получаем сигнал, пропорциональный содержанию нефти И„. Этот сигнал подается на вход блока 29 индикации содержания нефти W è первые входы блоков 22 и

28. На второй вход блока 22 подается сигнал, равный единице, с выхода блока 18. На выходе блока 22 получаем сигнал, пропорциональный содержанию воды Н . Этот выход соединен с входом блока 30 индикации содержания воды W °

Оба входа блока 18 соединены между собой, и на них подается сигнал, пропорциональный мощности падающей волны Р . На выходе блока 18 получаем сигнал, пропорциональный единице. Этот сигнал подается на вторые входы блоков 21 и 22.

14377

Н а первый вход блока 21 с выхода блока 17 деления подается сигнал, пропорциональный квадрату модуля коэффициента отражения Г . На выходе

Ц блока 21 имеем сигнал, пропорциональный разности 1 — Г . Выход блоЦ ка 21 соединен с входом блока 24.

На выходе блока 24 возведения в квадрат получаем сигнал, пропорциональ- 1р ный квадрату разности (1 — Г, ) . Выход блока 24 подключен к первому входу блока 20 деления. На выходе блока

19 получаем сигнал, пропорциональный величине Т = P /P . Этот сигнал 15

Ц т о поступает на второй вход блока 20 делейия..На выходе блока 20 получаем сигнал, пропорциональный отношению

Т /(1 — Г ) . Этот сигнал поступает

Ц Ц на вход блока 25, на выходе которого получаем сигнал, пропорциональный величине 1g,, Выход блока и

25 подсоединен к входу блока 26, на выходе которого имеем сигнал, пропор- 25 циональный поглощению oL1

= -11,5 1g(T /1 — Г ) 1 . Этот сигнал поступает на второй вход блока 28, первый вход которого соединеп с выходом блока 27. Блок 28 реализует се- д0 рию зависимостей g 1 = Cg(M<, С). По зависимости (gl); = Cp;(С, И„ =

= const), соответствующей найденному значению содержания нефти M блок .

28 выдает сигнал, пропорциональныи

i содержанию солей С в пластовои воде, который поступает на блок 31 индика-ции содержания солей С.

Так как на длине волны ф = 3,19 см модуль Коэффициента Отражения rf 40 зависит от содержания нефти в воде

M и практически не зависит от содерн жания солей в воде (фиг.1) для содержания солей до 100 г/л, то по значениям lrt можно определять содержание .нефти Нц. При этом поскольку для солей, содержащихся в пластовых водах, различие диэлектрических свойств растворов этих солей невелико, то проводят исследования по их общей ми нералиэации, взяв за основу преобладающий электролит, а в природных воах это обычно NaC1 Этим и объясняется ссылка на данные, приведенные на фиг. 1.

Поскольку на = 3,19 см поглоще. ние о 1 зависит как от Иц, так и От

51

4 содержания солей С в TIJIBcTQBQA воде (фиг.2), тО, зная N> и и!1, мОжнО определить содержание солей С в плас- товой воде.

Из данных, приведенных на фиг. За для различных значений составляющих диэлектрической проницаемости нефти

f ° I>

Г = Г „— if, следует, что влияние

"сорта нефти на результаты определения содержания нефти и солей в пластовой воде незначительно.

Из данных, приведенных на фиг.Зб,в . для различных значений длины волны и содержания солей в воде, следует, что кезависимость (rI от содержания солей распространяется на более высокие значения содержания солей при более коротких длинах волн. Однако при этом более высокие значения коэффиI(HeHToB затухания с приводят к необходимости использования измерительных ячеек с меньшими толщинами 1 контролируемого потока, что снижает достоверность и надежность получаемых результатов измерения.

Использование 3-сантиметрового диапазона длин волн позволяет применять предлагаемый способ для пластовых вод с содержанием солей до

100 г/л.

Формула из о бр ет ения

Способ определения компонентного состава продукта нефтяных скважин, заключающийсяв облучении продукта

1 нефтяных скважин электромагнитной волной, определении мощности падающей электромагнитной волны, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем Определения содержания солей в продукте нефтяных скважин до

100 г/л, длину электромагнитной волны выбирают в интервале 1,25 < Ъ ф 3,19 см, измеряют мощности отраженной и прошедшей электромагнитных волн, определяют модуль коэффициента отражения и величину поглощения, определяют содержание воцы и нефти по зависимости, связывающей модуль коэффициента отражения и содержание нефти и воды, определяют содержание солей по зависимости, связывающей величину поглощения и содержания нефти и солей.

1437751

071

070

Ы ого

Р1 РР 4 5

Рбг/

ФЬ . /

f,0 / 8phh P

Юг/г

1437751 686 6, о<

C = 1P

+ 4 =ОХ

+ C -Ð.Ð

4 7 02 05

И

8,б/бс(H

w„-ои

=01

РЯ

60

Аг =

Ь =2 3 с

Р1 02 03

Фиг. 5а

«а I\ L. L

02 05

16уг N r/

4 М 2

/О < нФаpg

60ry

1437751

70

60 УР

ОЮХ, 772

080

Z 5 Ф r 7 f0 1Ч ЛГ М 60 80

Фие, Я8

1437751

Составитель Е.Адамова

Техред А. Кравчук Корректор Л.Патай

Редактор А.Orap

Тираж 847 Подписное

BlIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5886/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект а