DE3609588A1

DE3609588A1 - Vorrichtung und verfahren zum bestimmen des gas-, oel- und wasseranteils bei der erdoelfoerderung

Info

Publication number: DE3609588A1
Application number: DE19863609588
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Pruehs
Original assignee: Heinz Karstens Ges fur I GmbH
Current assignee: Heinz Karstens Ges fur I GmbH
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1986-03-21
Publication date: 1987-09-24

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Gas-, Öl- und Wasseranteils bei der Erdölförderung.

Sämtliche bisher im Stand der Technik bekannten Vor richtungen werden nach der sogenannten klassischen Me thode gearbeitet und die einzelnen Komponenten, nämlich das Gas, das Öl und das Wasser voneinander vollständig getrennt. Aufgrund dessen waren die Vorrichtungen apparativ sehr aufwendig und konnten in den meisten Fällen nicht direkt am Bohrloch eingesetzt werden. In wassergefluteten Erdöllagerstätten besteht bekanntermaßen die Förderung aus einer Emulsion von Wasser Öl und Gas und wegen der erhöhten Temperatur bilden sich weitere Gasbestandteile. Die Verwässerung steigt mit der Zeit an. Im gleichen Maße sinkt die Wirt schaftlichkeit der Bohrung. Die Grenze der Wirtschaftlich keit liegt bei ca. 95-98% Verwässerung. Bei größerer Verwässerung rechtfertigen die Energie- und Wartungskosten für die Pumpe keine weitere Förderung.

Die Eingangs genannte Vorrichtung sollte deshalb folgende Eigenschaften haben:

- Sie sollte transportabel sein, um direkt am Bohrloch messen zu können.
- Sie sollte bedienungs- und wartungsfreundlich sein und Fehler von selbst anzeigen.
- Sie sollte eine Speicherung der Meßwerte ermöglichen, um ein Langzeitverhalten der Bohrung darstellen zu können.
- Sie sollte ein einfaches, schnelles und sicheres Ver fahren gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt, daß von der klassischen Methode der vollständigen Trennung zum größten Teil abgewichen worden ist, um überhaupt eine transportable Lösung zu erreichen. Der an sich bekannte Gasabscheider wird dabei erfindungsgemäß so eingesetzt, daß ein Großteil des Gases aus dem Gas-, Öl- und Wasser- Emulsionsgemisch abgetrennt und lediglich ein geringer An teil an Restgas im zu untersuchenden Öl-Wassergemisch ver bleibt. Es wäre vorteilhaft, wenn der Volumenanteil des Reinöls, des Wassers und die Gasmenge sowie das Gas-Ölver hältnis, die Verwässerung und die Mischdichte direkt ge messen werden könnten. Dieses ist jedoch nicht der Fall, auf grund dessen werden erfindungsgemäß an einer als Meßstrecke ausgebildeten Rohrleitung folgende meßbare Größen ermittelt: Volumen-, Massen-, und Gasdurchfluß sowie Drücke und Temperaturen. Da das freie Gas die Messungen beeinflussen würde, ist am Anfang der Meßstrecke ein Gasabscheider vor gesehen. Ferner werden an sich bekannte Durchflußmesser zur Ermittlung der Massen-, Volumen- und Gaswerte ent sprechend an die Meßstrecke angeschlossen. Darüber hinaus sind erfindungsgemäß Druck- und Temperaturmeßgeräte vorge sehen. Die von diesen Apparaten kontinuierlich ermittelten momentanen Werte werden dem Rechner bzw. der Meßwerter fassungs- und Verarbeitungsanlage zugeführt. Sie besteht im wesentlichen aus intelligenter Peripherie mit 16 bit Analog Digitalwandlern, quarzgesteuerter Uhr, Disketten laufwerken, Graphikbildschirm und Endlosdrucker und ist mit einem speziell für dieses Problem erarbeiteten Soft wareprogramm ausgerüstet, welches schließlich die ge wünschten prozentualen Angaben betreffend der Wasser-, Gas- und Ölanteile der akuten Erdölförderung auf dem Bild schirm anzeigt bzw. auf dem Drucker ausdruckt.

Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den vorstehenden Ansprüchen 2-4 hervor, die einzeln oder auch gemein sam von erfinderischer Bedeutung sein können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Schemaansicht der er findungsgemäßen Vorrichtung, die auch als Wellchecker bezeichnet werden kann und

Fig. 2 ein Fließschema der in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, der Well checker, allgemein mit 100 bezeichnet. Sie ist auf einem Grundgestell 50 befestigt, das im wesentlichen eine recht eckige Form aufweist und eine Größe von ca. 1,8×0,6 m bei einer Höhe von 1,5 m besitzt. Es dürfte einleuchten, daß dieses Gerät im Vergleich zu den aufwendigen Apparaten des Standes der Technik leicht transportabel und einfach anschließbar ist. Der unmittelbar an die Erdölförder leitung angeschlossene Schlauch 32 wird dabei über den Absperrschieber 28 mit dem Gasabscheider 10 verbunden. Nach Durchlauf durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird das untersuchte Gemisch wieder über die Schlauchleitung 34 an die Aufbereitungsanlage (nicht gezeigt) abgegeben. Auch hier ist wiederum ein Absperrschieber 30 vorgesehen.

Der Gasabscheider 10 ist insofern von erfindungsgemäßer Bedeutung, als daß er einen Großteil des Gases bzw. den freien Gasteil abscheidet, so daß dann überhaupt erst die entsprechenden weiter oben schon erwähnten Messungen durch geführt werden können. Der Restgasanteil ist dann nach Abtrennung unter 10%, was durch eine übliche Entspannung von ca. 40 bar auf 4 bar erreicht wird.

An den Gasabscheider schließt sich im unteren Bereich die Rohrleitung 12 an, die als Meßstrecke ausgebildet ist und die mit geringfügigem Restgas beladene Öl- Wasser-Emulsion weiterführt. Dieses Gemisch durchläuft zunächst ein Volumendurchflußmeßgerät 14, das in der Rohrleitung 12 integriert ist. Der Volumendurchfluß wert wird dann über die Leitung 46 (vgl. Fig. 2) an die Meßwerterfassungs- und Verarbeitungsanlage 48 gegeben. An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Anordnung und Reihenfolge der Meßgeräte nicht kritisch ist, sondern in geeignetem Rahmen verändert werden kann, der dem Fach mann geläufig ist. Ebenfalls ist an die Rohrleitung 12 ein Massedurchflußmeßgerät 16 angeschlossen, das über die Leitung 36 mit der Anlage 48 verbunden ist, wie dieses der Pfeil in Fig. 1 andeutet. Ferner sind an die Rohr leitung 12 ein Druck- und Temperaturmeßgerät 18 bzw. 20 angeschlossen, die über Leitung 38 bzw. 44 mit der An lage 48 über einen Unterverteiler 8 verbunden sind, um das Verlegen einzelner Kabelstränge für jedes Meßgerät zu vermeiden.

Ferner ist für den Gasabscheider noch eine Gasrückführungs leitung 22 mit integriertem Volumendurchfluß- und Druckmeßgerät 24 bzw. 26 vorgesehen, die über Leitungen 40 bzw. 42 mit der Anlage 48 in Verbindung stehen. Aus dem Fließschema der Fig. 2 sind ferner noch die Rückschlag ventile 52 und 54 zu sehen, die in der Leitung 12 bzw. 22 angeordnet sind. Sowohl die erfindungsgemäße Vor richtung als auch das erfindungsgemäße Verfahren stellen sicher, daß bei der Erdölförderung rechtzeitig vor Er reichen der Grenze der Unwirtschaftlichkeit die Förderung aufgrund der kontinuierlich ermittelten und gespeicherten Werte eingestellt wird. Dieses ist insbesondere auch deshalb möglich, da die Anlage 48 ein ständiges Ver gleichen der Werte ermöglicht, um so ein Langzeitver halten der Bohrung darstellen zu können.

Während die Erfindung prinzipiell mittels Mischdichte bestimmung arbeitet, ist es auch denkbar, eine direkte Dichtemessung in die Meßstrecke zu integrieren.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen des Gas-, Öl- und Wasser anteils bei der Erdölförderung, gekennzeichnet durch:

a) einen Gasabscheider (10), der einen Großteil des Gases aus dem Gas-, Öl- und Wasseremulsionsgemisch abtrennt und lediglich einen geringen Anteil an Rest gas in der Öl-Wasser-Emulsion gelöst beläßt,
b) eine als Meßstrecke ausgebildete Rohrleitung (12), die direkt an den Gasabscheider anschließt und die Öl-Wasser-Emulsion mit Restgas-Anteil weiterführt,
c) ein Volumendurchfluß-Meßgerät (14) als Bestandteil der Meßstrecke,
d) ein Massedurchfluß-Meßgerät (16) als weiteren Be standteil der Meßstrecke
e) und ein an die Rohrleitung (12) angeschlossenes Druck meßgerät (18) zur Bestimmung des in der Öl-Wasser- Emulsion gelösten Restgas-Anteils,
f) ein an die Rohrleitung (12) angeschlossenes Temperatur meßgerät (20),
g) eine vom Gasabscheider (10) kommende Gasrückführrohr leitung (22) mit integriertem Volumendurchfluß- und Druckmeßgerät (24, 26),
g) zwei Absperrschiebern (28, 30), von denen ersterer in der vom Bohrloch kommenden und zum Gasabscheider führenden Schlauchleitung (32) und letzterer in die zur Aufbereitungsanlage führende Schlauchleitung (34) eingesetzt sind,
i) eine Anzahl elektrischer Meßleitungen (36-46), die kontinuierlich gemessenen momentanen Druck-, Temperatur-, Masse- und Volumenwerte der Meßwerter fassungs- und Verarbeitungsanlage (48) zuführen.

2. Verfahren zum Bestimmen des Gas-, Öl- und Wasseran teils bei der Erdölförderung, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst einen Großteil des Gases aus dem Gas-, Öl- und Wasser-Emulsionsgemisch durch einen Gasabscheider (10) abtrennt und das verbleibende Gemisch durch eine als Meßstrecke ausgebildete Rohrleitung (12) führt, wobei kontinuierlich momentane Druck-, Temperatur-, Masse- und Volumenwerte gemessen werden, die über entsprechende elektrische Meßleitungen (36-46) einer Meßwerter fassungs- und Verarbeitungsanlage zugeführt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Einheit transportabel und auf einem Grundgestell montiert ist, dessen Abmessungen etwa 1,8×0,6 m be tragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sämtliche oder ein Großteil der Leitungen (36-46) an einer Verteilerstelle (8) zusammengeführt werden.