Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды. Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды включает калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала расходов жидкости и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета расходов нефти, воды и нефтяного газа. При этом калибровочные работы проводят для получения обучающих экспериментальных точек. Синтезируют ряд моделей движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями при определении расхода жидкости. Проводят калибровочные работы для получения проверочных экспериментальных точек, по которым проводят расчеты расхода жидкости, используя модели движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями. По минимуму средней абсолютной погрешности на проверочных экспериментальных точках выбирают модель для расчета покомпонентного расхода двухфазной трехкомпонентной среды. Технический результат - повышение точности измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины.

Известен способ определения содержания компонентов многофазной среды, включающий зондирование потока акустическими импульсами, регистрацию прошедших через среду импульсов приемником в ограниченном контролируемом объеме потока, образованном парой «источник излучения - приемник», фиксирование времени прохождения импульсов через контролируемый объем и вычисление расхода компонентов на основе закономерностей движения двухфазной трехкомпонентной среды [1]. Однако данный способ приводит к существенным ошибкам при определении расхода двухфазной среды из-за неучета влияния растворенного в нефти и воде нефтяного газа при давлениях и температурах в измеряемом потоке.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, включающий калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала расходов жидкости и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета расходов нефти, воды и газа [2].

Однако этот способ приводит к ошибкам при определении покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины из-за неправильного выбора математической модели для расчета покомпонентного расхода.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка такого способа измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, при реализации которого можно было бы исключить ошибки, обусловленные неправильным выбором математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды за счет выбора математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды с минимальной средней абсолютной погрешностью из альтернативного списка моделей.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, включающем калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала расходов нефти, воды и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета расходов нефти, воды и нефтяного газа, проводят калибровочные работы для получения обучающих экспериментальных точек, по обучающим экспериментальным точкам синтезируют ряд моделей с различными максимальными погрешностями при определении расхода жидкости, проводят калибровочные работы для получения проверочных экспериментальных точек, по проверочным экспериментальным точкам проводят расчеты расхода жидкости, используя модели движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями, и по минимуму средней абсолютной погрешности на проверочных экспериментальных точках выбирают математическую модель для расчета покомпонентного расхода двухфазной трехкомпонентной среды.

Способ реализуется следующим образом. Проводится калибровка многофазного расходомера для получения обучающих экспериментальных точек В таблице результатов калибровочных работ для акустического доплеровского расходомера расходу жидкости соответствуют показания датчиков доплеровского сдвига частоты, обводненности, газонасыщенности, давления и температуры. По этим экспериментальным данным синтезируют ряд математических моделей движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями. При этом количество моделей может изменяться от 5-6 до 8-10. Максимальная погрешность модели, синтезированной на основе обучающих точек, может превышать допустимую погрешность кратно. За счет удаления ряда точек с максимальной погрешностью последнюю необходимо снизить до величины в 2-3 раза меньшей допустимой погрешности. Таким образом, синтезируется ряд моделей. Первая из них имеет самую большую максимальную погрешность, вторая за счет удаления точки с максимальной погрешностью имеет максимальную погрешность с меньшей величиной. Третья модель имеет максимальную погрешность с меньшей величиной по сравнению со второй моделью. И последняя модель имеет максимальную погрешность самую низкую. Проводят калибровочные работы для получения проверочных экспериментальных точек. По этим проверочным точкам, используя в качестве входных показателей показания датчиков доплеровского сдвига частоты, обводненности, газонасыщенности, давления и температуры, определяют с помощью вышеуказанных моделей расход жидкости. Фиксируется погрешность определения расхода жидкости по моделям с различными максимальными погрешностями. За оптимальную модель принимают ту, которая имеет минимальную среднюю абсолютную погрешность на проверочных экспериментальных точках.

Пример конкретной реализации способа иллюстрируется материалами результатов калибровочных работ на проливной установке прибора «Ультрафлоу». По обучающим экспериментальным точкам синтезированы шесть моделей, максимальная погрешность и среднеквадратическое отклонение которых приведены в таблице.

Таблица
Модель 1 2 3 4 5 6
Максимальная абсолютная ошибка 0,1157 0,0498 0,0406 0,0185 0,0113 0,0071
Среднеквадратическое отклонение ошибки 0,0488 0,0260 0,0160 0,0069 0,0048 0,0039

Модели имеют вид:

Y=b0+b1*X1+b22+b33+b4*X4+b5*X5+b1313+b1112+b3332,

где Y - расход жидкости;

X1 - доплеровский сдвиг частоты;

Х2 - обводненность продукции скважины;

Х3 - газонасыщенность;

Х4 - давление в контролируемом объеме потока;

Х5 - температура в контролируемом объеме потока.

По этим моделям движения двухфазной трехкомпонентной среды проведены расчеты расхода жидкости для восемнадцати проверочных экспериментальных точек. Результаты расчетов приведены на чертеже. Как видно из данного чертежа, наименьшую среднюю абсолютную погрешность имеет четвертая модель. Эта модель рекомендуется для расчета покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины.

Предлагаемое техническое решение позволит существенно снизить погрешность при определении покомпонентного расхода двухфазной трехкомпонентной среды.

Источники информации

1. Патент РФ №2138023 «Способ определения расхода компонентов многофазной среды. // Мельников В.И., Дробков В.П. - 1999.09.20.

2. Письмаров М.Н. Расчет расхода трехкомпонентной среды при калибровке многофазного расходомера. Инновации и актуальные проблемы техники и технологий: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых в 2-х т. / М.Н.Письмаров, К.Ю.Плесовских; под ред. А.А.Большакова. - Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2009. - Т.1. - 360 с. - С.110-112.

Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, включающий калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала расходов жидкости и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета расходов нефти, воды и нефтяного газа, отличающийся тем, что проводят калибровочные работы для получения обучающих экспериментальных точек, по обучающим экспериментальным точкам синтезируют ряд моделей движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями при определении расхода жидкости, проводят калибровочные работы для получения проверочных экспериментальных точек, по проверочным экспериментальным точкам проводят расчеты расхода жидкости, используя модели движения двухфазной трехкомпонентной среды с различными максимальными погрешностями, и по минимуму средней абсолютной погрешности на проверочных экспериментальных точках выбирают модель для расчета покомпонентного расхода двухфазной трехкомпонентной среды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области эксплуатации мелиоративных систем и может быть использовано на оросительных системах для учета оросительной воды. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах контроля расхода жидкостей и газов, построенных на основе струйных расходомеров-счетчиков.

Изобретение относится к измерительной технике расхода газа, пара, воздуха, жидкости. .

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 измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости, в ЖКХ и производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости, в ЖКХ и производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета.

Изобретение относится к устройству для измерения удельного массового расхода потока сыпучего материала, который движется в предварительно определенном направлении, в предварительно определенном направлении потока.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении расхода и объема жидкой, газовой сред и пара. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения расхода с повышенной точностью при одновременном измерении плотности и определении состава (соотношения компонентов в смеси) перекачиваемой двухкомпонентной жидкости, например ракетного или авиационного топлива, нефтепродуктов, смеси воды и нефти в условиях больших перепадов температур, например при изменениях высоты полета, при периодическом чередовании освещенной (солнечной) и теневой стороны с резкими перепадами температур, в различных климатических условиях.

Изобретение относится к технике измерения расхода газов, жидкостей и их смесей. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода трехкомпонентного потока, в частности, в нефтедобывающей отрасли при контроле дебита нефтяных скважин

Изобретение относится к приборам учета расхода газа

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано для определения расхода воздуха через ВЗ при летных испытаниях прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД) гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА)

Изобретение относится к технике измерения расхода газов, жидкостей и газожидких смесей. Измеритель расхода содержит струйный автогенератор, корпус в виде участка магистрального трубопровода, сужающее устройство и кожух (обойму). При этом струйный автогенератор выполнен изогнутым по цилиндрической поверхности корпуса с осью симметрии, параллельной его продольной оси. Технический результат - уменьшение габаритных размеров измерителя расхода и упрощение технологии его изготовления. 6 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины. Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды включает определение скорости потока, зондирование потока акустическими импульсами, регистрацию прошедших через среду импульсов приемником в ограниченном контролируемом объеме потока, образованном парой «источник излучения - приемник», фиксирование времени прохождения импульсов через контролируемый объем, учет влияния давления и температуры на время прохождения импульсов в насыщенных газом нефти и воде, обработку результатов измерений по известным закономерностям. При этом в процессе работы нефтяной скважины на технологическом режиме, заданном проектом разработки нефтяного месторождения, определяют рабочий интервал давлений и температур контролируемого объема потока в многофазном расходомере, направляют часть потока нефтеводогазовой смеси в сепаратор, из которого отбирают пробы нефти и воды при давлении сепарации выше максимального давления рабочего интервала давлений контролируемого объема потока. Технический результат - снижение трудоемкости работ, а также снижение погрешности измерения покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины. Способ измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды, включающий калибровку многофазного расходомера, обработку результатов калибровочных работ, синтез математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды, определение интервала дебитов жидкости и нефтяного газа, при котором имеет место допустимая погрешность расчета дебитов нефти, воды и нефтяного газа. При этом в процессе проведения калибровочных работ и синтеза математической модели движения двухфазной трехкомпонентной среды определяют зависимость погрешности проверочных точек от среднего веса точек обучающей модели, а в процессе эксплуатации скважины снимают показания датчиков многофазного расходомера и расчет покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины проводят при среднем весе обучающих точек, при котором на проверочных точках имеет место минимальная величина среднеквадратического отклонения между расчетными и замеренными значениями дебитов жидкости. Технический результат - снижение погрешности измерения покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для измерения расхода двухфазной трехкомпонентной среды

Наверх