Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления



Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления
Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2405935:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Краснодар" (ООО "Газпром добыча Краснодар") (RU)

Группа изобретений предназначена для оперативного измерения дебита жидкости нефтяных или газоконденсатных скважин при их исследовании. Устройство состоит из горизонтальной емкости, оснащенной в верхней части гидроциклонной головкой для разделения газообразных углеводородов, которая внутри разделена перегородкой, открытой в верхней части и разделяющей емкость на приемный и выкидной отсеки. В перегородке смонтирована вставка с профилированной сливной щелью, устанавливающей уровень в приемном отсеке на величине, адекватной суточному дебиту скважины по жидкости. Причем профиль щели обеспечивает линейную зависимость уровня от дебита с точностью в рабочем диапазоне дебитов ±5%. Для этого профиль щели с боковых сторон ограничен кривыми где а - любое положительное число, значение которого принимается при выборе диапазона замеряемых дебитов жидкости, а снизу ограничен осью абсцисс, ограниченной значениями ±xк, соответствующими значению у=0,25 см. Между местом слива жидкости на стенку емкости и разделительной перегородкой с профилированной щелью установлена успокоительная перфорированная перегородка. Техническим результатом является повышение точности измерения дебита, увеличение количества замеряемых скважин за календарные сутки. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, и может применяться для определения суточной производительности скважины как в процессе опробования разведочной скважины, так и для оперативного учета дебита эксплуатирующейся скважины в стационарной системе нефтегазосбора.

Известны способы измерения дебита жидкости скважин, основанные на измерении объема или веса накопленной в сепарационной емкости жидкости за измеренное время и пересчете полученной информации о количестве жидкости и времени ее накопления в суточный дебит скважины. В частности, известны установки для измерения дебита нефтяных скважин типа «Спутник-А», «Спутник-А-40», где продукция замеряемой скважины направляется в гидроциклонный сепаратор, в котором свободный газ отделяется и уходит в газовый коллектор, а измерение дебита жидкости осуществляется путем кратковременных пропусков через турбинный счетчик накапливающейся в сепараторе жидкости и регистрации объемов на индивидуальном счетчике в блоке местной автоматики (БМА), накопление жидкости в нижнем сосуде сепаратора до заданного верхнего уровня и выпуск ее до нижнего уровня осуществляется при помощи поплавного регулятора и заслонки на газовой линии (1) (Справочная книга по добыче нефти, под редакцией д.т.н. Ш.К.Гиматудинова. М., «Недра», 1974, с.487-489).

Всплывание поплавка регулятора до верхнего уровня вызывает через систему рычагов закрытие заслонки на газовой линии и, следовательно, повышение давления в сепараторе, в результате чего происходит продавка жидкости из сепаратора через турбинный счетчик, установленный выше верхнего заданного уровня жидкости в сепараторе. При достижении поплавком нижнего заданного уровня открывается заслонка на газовой линии, выравнивается давление между сепаратором и коллектором и продавливание жидкости через счетчик прекращается. Время накопления жидкости в сепараторе и количество пропусков жидкости через счетчик за время замера зависят от дебита скважины.

К недостаткам известного способа относятся:

1. Невысокая точность измерения расхода жидкости при больших дебитах скважин расходометром турбинного типа вследствие плохой сепарации газа от нефти в гидроциклонном сепараторе и попадания в счетчик вместе с жидкостью пузырьков газа.

2. Дополнительная погрешность измерения, связанная с заданием времени измерения дебита скважины вследствие нецелого числа циклов слив-налив, укладывающихся в заданное время, и перехода части жидкости замера предыдущей скважины в замер последующей.

3. Необходимость выдержки времени, заданного для замера каждой скважины, что ограничивает количество замеряемых скважин за календарные сутки.

Известны также установки для измерения дебита скважин типа «Спутник-В», расход жидкости в которых определяется с помощью взвешивания ее в тарированной емкости (2) (Справочная книга по добыче нефти. Под редакцией д.т.н. Ш.К.Гиматудинова М., «Недра», 1974, с.489-490).

Нефтегазовая смесь от скважины, подключенной на замер, поступает в сепаратор, где измеряется при помощи оттарированной емкости, гамма-датчиков, подающих сигнал об уровнях жидкости на БМА, и плоской оттарированной пружины. Дебит жидкости определяется путем измерения веса жидкости, накапливаемой в объеме между гамма-датчиками верхнего и нижнего уровней, и регистрации времени накопления этой жидкости.

После того, как оттарированная емкость наполнилась жидкостью и масса ее измерена, БМА включает электрогидравлический привод и заслонка на газовой линии прикрывается, в результате чего в сепараторе увеличивается давление и жидкость, скопившаяся в тарированной емкости, через сифон выдавливается в коллектор.

К недостаткам известного способа относятся:

1. Ограниченная возможность применения его для измерения дебитов парафинистой нефти, т.к. отложения парафина в тарированной емкости влияют на результаты измерения вследствие изменения веса измеряемой жидкости ввиду изменения веса порожней емкости.

2. Необходимость измерения времени замера каждой скважины ограничивает количество замеряемых скважин за календарные сутки.

Авторами предлагается способ оперативного измерения суточного дебита нефтяной или газоконденсатной скважины по жидкости и устройство для его осуществления, лишенные указанных недостатков.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерения расхода жидкости, увеличение количества замеряемых скважин за календарные сутки.

На фиг.1 представлено устройство для оперативного измерения дебита нефтяной или газоконденсатной скважины.

На фиг.2 представлен профиль щели.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в известном способе оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, заключающемся в подаче скважинной жидкости в сепарационный отсек емкости, накоплении в нем и сливе через профилированную щель в сливной отсек таким образом, что в момент равенства количества поступающей в сепарационный отсек жидкости количеству сливаемой из него в сливной отсек в сепарационном отсеке устанавливается стационарный уровень, адекватный суточному дебиту скважины, который может быть замерен любым известным способом, согласно изобретению профиль сливной щели подобран таким образом, что обеспечивает линейную зависимость величины уровня от величины суточного дебита скважины в заданном диапазоне измеряемых дебитов с достаточной для оперативного учета точностью (например, ±5%), причем профиль щели ограничен с боковых сторон кривыми , где а - любое положительное число, значение которого принимается при выборе диапазона измеряемых дебитов жидкости, а снизу - осью абсцисс между значениями ±xк, соответствующими значению y=0,25 см, то есть , шкала дебитов на каждый сантиметр уровня по воде рассчитывается по формуле:

где qв - суточный дебит по воде, м3/сут,

µ - коэффициент расхода, который для указанного профиля щели по значению равен соответствующему коэффициенту длинной вертикальной щели, то есть µ=0,62, и может уточняться на тарировочном стенде,

f - площадь заполненного жидкостью сечения щели, см2:

y - измеренное значение уровня, см;

x - значение абсциссы, соответствующей значению y, см, определяемое по формуле:

yц.т - ордината центра тяжести заполненного жидкостью сечения щели, определяемая по формуле:

а величину дебита любой жидкости, например нефти или эмульсии, с известным количеством воды в ней определяют по дебиту для воды по формуле:

где qн - суточный дебит нефти, м3/сут;

qв - суточный дебит воды, м3/сут;

γв - удельный вес воды, г/см3;

γв - удельный вес нефти, г/см3.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в известном устройстве для оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, состоящем из емкости, оснащенной гидроциклонной головкой, через которую вводится поток скважинной жидкости, сливной полки, направляющей поток жидкости на стенку емкости, выходных патрубков для вывода жидкости и газа, согласно изобретению емкость разделена перегородкой на сепарационный и сливной отсеки, открытой сверху для прохода газа, в которую вмонтирована вставка с профилированной сливной щелью, через которую сливается жидкость из сепарационного отсека в сливной отсек и которая устанавливает в сепарационном отсеке уровень, адекватный величине суточного дебита, а между местом слива жидкости на стенку емкости и разделительной перегородкой с профилированной щелью установлена успокоительная перфорированная перегородка.

Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины заключается в подаче скважинной жидкости в сепарационный отсек емкости, где она дегазируется и дегазированная сливается через профилированную щель в сливной отсек емкости, откуда откачивается в коллектор. Профиль сливной щели и ее размер подобраны таким образом, чтобы уровень жидкости в сепарационном отсеке перед сливной щелью, устанавливающийся при равенстве количества поступающей в сепарационный отсек жидкости и количества сливающейся через эту щель жидкости в сливной отсек, был адекватен суточному дебиту скважины, а шкала уровня обеспечивала линейность шкалы дебитов в заданном диапазоне измеряемых дебитов с достаточной для оперативного учета точностью измерения (например, ±5%).

Такими свойствами обладает профиль щели, представленный на фиг.2, ограниченный с боковых сторон кривыми , где а - любое положительное число, значение которого принимается при выборе диапазона измеряемых дебитов жидкости, а снизу ограниченной осью абсцисс между значениями ±xк, соответствующими значениями y=0,25 см, то есть .

Шкала дебитов на каждый сантиметр уровня по воде рассчитывается по формуле:

где qв - суточный дебит для воды, м3/сут;

µ - коэффициент расхода, который для указанного профиля щели по значению равен соответствующему коэффициенту длинной вертикальной щели, то есть µ=0,62, и может уточняться на тарировочном стенде;

f - площадь заполненного жидкостью сечения щели, см2:

где y - замеренное значение уровня, см;

х - значение абсциссы профиля щели, соответствующее значению y, см,

yц.т - ордината центра тяжести заполненного жидкостью сечения щели, определяемая по формуле:

Дебит скважины по конкретной жидкости (нефти, эмульсии) с известной плотностью рассчитывается по дебиту для воды по формуле:

где qн - дебит скважины по нефти, м3/сут;

qв - дебит скважины по воде, м3/сут;

γв - удельный вес воды, г/см3;

γв - удельный вес нефти, г/см3.

Приведем пример расчета шкалы дебитов по воде для условий:

Результаты расчетов представлены в таблице

Как следует из таблицы, выбранный профиль щели обеспечивает линейность шкалы дебитов с достаточной для оперативного учета точностью (±5%) в диапазоне дебитов от 25 до 735 м3/сутки.

Предположенный способ оперативного измерения дебита жидкости скважины реализуется устройством (фиг.1), состоящим из емкости 3, оснащенной гидроциклонной головкой 2 для отделения свободного газа, сливной полкой 1, направляющей поток жидкости на стенку корпуса 3, перегородкой 6, разделяющей емкость на два отсека (сепарационный и сливной) и открытой сверху, в которую монтируется вставка 5 с профилированной сливной щелью (фиг.2).

В сепарационном отсеке между местом слива жидкости на стенку емкости и перегородкой 6 установлена успокоительная перфорированная перегородка 7, предотвращающая колебания уровня перед сливной щелью. Нефть отводится в коллектор снизу сливного отсека емкости, а газ - сверху.

Измерение уровня, адекватного суточному дебиту жидкости, можно производить любым известным способом (от уровнемерного стекла до электронного емкостного или индукционного уровнемера).

В мобильном варианте (для измерения дебита разведочных скважин) устройство может монтироваться на автомобильном прицепе либо на санях.

1. Способ оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, заключающийся в подаче скважинной жидкости в сепарационный отсек емкости, накоплении в нем и сливе через профилированную щель в сливной отсек таким образом, что в момент равенства количества поступающей в сепарационный отсек жидкости количеству сливаемой из него в сливной отсек в сепарационном отсеке устанавливается стационарный уровень, адекватный суточному дебиту скважины, который может быть замерен любым известным способом, отличающийся тем, что профиль сливной щели подобран таким образом, что обеспечивает линейную зависимость величины уровня от величины суточного дебита скважины в заданном диапазоне измеряемых дебитов с достаточной для оперативного учета точностью (например ±5%), причем профиль щели ограничен с боковых сторон кривыми y=, где а - любое положительное число, значение которого принимается при выборе диапазона, измеряемых дебитов жидкости, а снизу - осью абсцисс между значениями ±xк, соответствующими значению у=0,25 см, то есть х2=±2, шкала дебитов на каждый сантиметр уровня по воде рассчитывается по формуле:

где qв - суточный дебит по воде, м3/сут;
µ - коэффициент расхода, который для указанного профиля щели по значению равен соответствующему коэффициенту длинной вертикальной щели, то есть µ=0,62 и может уточняться на тарировочном стенде;
f - площадь заполненного жидкостью сечения щели, см2

y - измеренное значение уровня, см;
х - значение абсциссы, соответствующей значению у, см, определяемое по формуле:
;
yц.т - ордината центра тяжести заполненного жидкостью сечения щели, определяемая по формуле:
;
а величину дебита любой жидкости, например нефти или эмульсии с известным количеством воды в ней, определяют по дебиту для воды по формуле:
,
где qн - суточный дебит нефти, м3/сут;
qв - суточный дебит воды, м3/сут;
γв - удельный вес воды, г/см3;
γн - удельный вес нефти, г/см3.

2. Устройство для оперативного измерения дебита жидкости нефтяной или газоконденсатной скважины, состоящее из емкости, оснащенной гидроциклонной головкой, через которую вводится поток скважинной жидкости, сливной полки, направляющей поток жидкости на стенку емкости, выходных патрубков для вывода жидкости и газа, отличающееся тем, что емкость разделена перегородкой на сепарационный и сливной отсеки, открытой сверху для прохода газа, в которую вмонтирована вставка с профилированной сливной щелью, через которую сливается жидкость из сепарационного отсека в сливной отсек и которая устанавливает в сепарационном отсеке уровень, адекватный величине суточного дебита, а между местом слива жидкости на стенку емкости и разделительной перегородкой с профилированной щелью установлена успокоительная перфорированная перегородка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для контроля объемного расхода топлива двигателем внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области измерения расхода газожидкостного потока. .

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано для учета бытовых и производственных расходов жидких и газообразных энергоносителей.

Изобретение относится к устройствам для измерения моментального расхода жидкостей и может быть использовано, в частности, для контроля режима обработки скважин при подземном или капитальном ремонта, для замера дебита добывающей скважины или приемистости нагнетательной скважины, при транспортировании продукции и т.д.

Изобретение относится к технологии получения радиационно-защитного композиционного материала, который может быть использован при изготовлении элементов защиты в различной аппаратуре, применяемой для дефектоскопии, для медицинских целей, для радиоактивного каротажа нефтяных и газовых скважин, в портативных нейтронных генераторах и др.

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода газов и может быть использовано для измерения малых расходов газа и микрорасходов газа. .

Изобретение относится к объемным машинам, предназначено для измерения расхода жидкостей или газов и может быть использовано в качестве гидромотора, пневмомотора, гидронасоса и пневмонасоса.

Изобретение относится к технике измерения расхода жидкости и может быть использовано для контроля и учета расхода топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания, имеющих замкнутую тупиковую топливную систему как при их диагностировании на испытательных стендах, так и в процессе эксплуатации в транспортных средствах.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к установкам для измерения параметров потока газосодержащей жидкости, в частности массового расхода, и может быть использовано, например, в системах учета и контроля нефти при ее добыче, транспорте и переработке.

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для измерения плотности жидкости в продукции нефтяных и газоконденсатных скважин при помощи измерительных установок дебита гидростатического действия.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения объемной доли жидкости в потоке газожидкостной смеси (ГЖС) в рабочих условиях.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода газожидкостной смеси (ГЖС), в частности, в нефтедобывающей отрасли при контроле дебита газонефтяных скважин, извлекающих сырой газ.

Изобретение относится к способу измерения, по меньшей мере, одного физического параметра потока, в частности весового расхода и/или плотности и/или вязкости протекающей в трубопроводе двух- или многофазной среды, а также к пригодной для этого измерительной системе.

Изобретение относится к технологии и технике контроля наличия газа в потоке жидкости и может быть использовано, преимущественно в информационно-измерительных системах объектов добычи, транспорта и подготовки нефти при транспортировке ее по трубопроводам.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для измерения дебита двухфазных потоков эксплуатационных газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, химической и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения величин расходов многофазного потока. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано на продуктивных газоконденсатных скважинах, на установках подготовки газа к транспорту, установках первичной переработки газа для определения расхода газа, расхода жидкости, доли воды и доли конденсата в жидкости без разделения продукта добычи на газообразную и жидкую фазы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения технического состояния скважин методом радиоактивного каротажа.
Наверх