RU2037787C1 - Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator - Google Patents

Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator

Info

Publication number
RU2037787C1
RU2037787C1 SU5049572A RU2037787C1 RU 2037787 C1 RU2037787 C1 RU 2037787C1 SU 5049572 A SU5049572 A SU 5049572A RU 2037787 C1 RU2037787 C1 RU 2037787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
dehydrator
level
lower boundary
emulsion
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Любовь Анатольевна Демьянова
Original Assignee
Любовь Анатольевна Демьянова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Любовь Анатольевна Демьянова filed Critical Любовь Анатольевна Демьянова
Priority to SU5049572 priority Critical patent/RU2037787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2037787C1 publication Critical patent/RU2037787C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: signals at three different depths are picked off by identical converters. Level is found by comparison of root-mean-square values of frequencies produced at different depths. EFFECT: enhanced authenticity of level determination. 2 dwg

Description

Изобретение относится к подготовке нефти и предназначено для использования в технологическом процессе обезвоживания. The invention relates to the preparation of oil and is intended for use in the dehydration process.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ определения границы раздела между двумя жидкостями с различными электрическими свойствами (электрическими импедансами) [1] Способ заключается в погружении двух идентичных зондов (измерительных преобразователей) в исследуемую среду так, чтобы эти зонды находились на различной глубине, получение разности сигналов, поступающих с зондов и несущих измерительную информацию из локальных областей исследуемой среды. Если оба зонда контактируют с одной и той же жидкостью, то разностный сигнал будет равен нулю, если с разными жидкостями, имеющими различные электрические свойства (электрические импедансы), то разностный сигнал не будет равен нулю. The closest set of features to the claimed method is a method for determining the interface between two liquids with different electrical properties (electrical impedances) [1] The method consists in immersing two identical probes (measuring transducers) in the test medium so that these probes are at different depths obtaining the difference of the signals coming from the probes and carrying measurement information from the local areas of the medium under study. If both probes are in contact with the same liquid, then the difference signal will be zero, if with different liquids having different electrical properties (electrical impedances), then the difference signal will not be zero.

Способ-прототип, как и аналог, может быть реализован только при условии, когда измеряемая физическая величина в каждой из жидкостей, образующих границу раздела, постоянна во всем ее объеме. The prototype method, like an analogue, can only be implemented provided that the measured physical quantity in each of the fluids forming the interface is constant in its entire volume.

Заявляемый способ позволяет получить более высокий технический результат определить границу раздела между двумя типами одной и той же нефтяной эмульсии: эмульсией пластовой воды в нефти и эмульсией нефти в пластовой воде, а также между эмульсией пластовой воды в нефти и пластовой водой. В каждой из эмульсий существует вертикальный градиент концентраций и, следовательно, вертикальный градиент диэлектрической проницаемости, удельной электропроводности и электрического импеданса. The inventive method allows to obtain a higher technical result to determine the interface between two types of the same oil emulsion: the emulsion of produced water in oil and the emulsion of oil in produced water, and also between the emulsion of produced water in oil and produced water. In each of the emulsions, there is a vertical gradient of concentrations and, therefore, a vertical gradient of dielectric constant, electrical conductivity and electrical impedance.

Достигаемый результат позволяет определить уровень нижней границы слоя эмульсии пластовой воды в нефти в дегидраторе. The achieved result allows us to determine the level of the lower boundary of the layer of formation water emulsion in oil in a dehydrator.

Более высокий технический результат достигается тем, что так же, как в прототипе с помощью идентичных измерительных преобразователей получают сигналы на двух глубинах в исследуемой среде и сравнивают их, но, в отличие от прототипа, идентичные измерительные преобразователи выполнены в виде изолированного диэлектриком цилиндрического электрода, подключенного в колебательный контур автогенератора, частота которого является выходным сигналом измерительного преобразователя, одновременно дополнительно получают сигнал на третьей глубине в металлическом резервуаре нефтяного дегидратора и сравнивают среднеквадратичные значения частот, полученные на нижней и средней, а также верхней и средней глубинах. A higher technical result is achieved by the fact that in the prototype, using identical measuring transducers, they receive signals at two depths in the medium under study and compare them, but, unlike the prototype, identical measuring transducers are made in the form of a cylindrical insulated electrode connected into the oscillatory circuit of the oscillator, the frequency of which is the output signal of the measuring transducer, at the same time additionally receive a signal at a third depth in a metal tank oil dehydrator and comparing the RMS values of frequencies obtained in the lower and middle and upper and middle depths.

Согласно статической характеристике измерительного преобразователя (фиг. 1), частота автогенератора зависит от типа эмульсии, от объемной концентрации воды в эмульсии пластовой воды в нефти и настолько незначительно изменяется при изменении объемной концентрации в эмульсии нефти в пластовой воде, включая и 100% (пластовая вода), что этими изменениями на практике можно пренебречь. According to the static characteristic of the measuring transducer (Fig. 1), the frequency of the oscillator depends on the type of emulsion, on the volumetric concentration of water in the emulsion of formation water in oil and changes so little with a change in the volume concentration in the emulsion of oil in formation water, including 100% (formation water ) that these changes can be neglected in practice.

Для раскрытия сущности заявляемого способа приводим краткое описание физических процессов, протекающих в резервуаре дегидратора. To disclose the essence of the proposed method, we give a brief description of the physical processes taking place in the dehydrator tank.

В резервуаре дегидратора, куда подается обводненная нефть, под действием естественных сил (гравитационных и выталкивания) и искусственного воздействия (электрическим полем, химическими реагентами) идет процесс разрушения эмульсии и расслоение ее компонентов. Но полного расслоения не происходит существует градиент концентраций. В нефтяных эмульсиях при достижении определенной концентрации дисперсной фазы происходи изменение типа эмульсии (обращение фаз). Обычно в эмульсии нефти в пластовой воде процесс расслоения протекает быстро, и уже на незначительной глубине от неустойчивой переходной зоны находится пластовая вода. Характер изменения соотношения концентраций во времени представляет собой эргодический стационарный случайный процесс, поэтому необходимо сравнивать среднеквадратичные значения частот. In the dehydrator tank, where waterlogged oil is supplied, under the influence of natural forces (gravitational and pushing) and artificial influence (electric field, chemical reagents), the process of destruction of the emulsion and the separation of its components. But complete stratification does not occur; there is a concentration gradient. In oil emulsions, when a certain concentration of the dispersed phase is reached, a change in the type of emulsion occurs (phase reversal). Typically, in an oil emulsion in formation water, the separation process proceeds quickly, and formation water is already at a shallow depth from the unstable transition zone. The nature of the change in the concentration ratio over time is an ergodic stationary random process, therefore, it is necessary to compare the rms frequencies.

Если среднеквадратичные значения частот, полученных на нижней и средней глубинах, практически равны, а на средней и верхней различны, то нижняя граница эмульсии пластовой воды в нефти находится между верхней и средней глубинами. Равенство сигналов с трех глубин свидетельствует, что эта граница выше верхней глубины. Неравенство всех трех сигналов указывает на то, что эта граница находится где-то ниже средней глубины. If the rms values of the frequencies obtained at the lower and middle depths are almost equal, and at the middle and upper are different, then the lower boundary of the formation water emulsion in oil is between the upper and middle depths. The equality of signals from three depths indicates that this boundary is higher than the upper depth. The inequality of all three signals indicates that this boundary is somewhere below the average depth.

На фиг. 1 представлен график зависимости среднеквадратичного значения частоты измерительного преобразователя от объемной концентрации воды в эмульсиях обоих типов (статическая характеристика измерительного преобразователя); на фиг. 2 приведена функциональная блок-схема сигнализатора уровня нижней границы слоя эмульсии пластовой воды в нефти в дегидраторе. In FIG. 1 is a graph of the RMS frequency of the measuring transducer versus the volumetric concentration of water in both types of emulsions (static characteristic of the measuring transducer); in FIG. 2 shows a functional block diagram of the level switch of the lower boundary of the layer of emulsion of formation water in oil in a dehydrator.

Возможность осуществления заявляемого способа подтверждается его реализацией в устройстве сигнализатора уровня нижней границы слоя эмульсии пластовой воды в нефти в горизонтальном металлическом резервуаре дегидратора диаметром 3 м. The possibility of implementing the inventive method is confirmed by its implementation in the device of the level switch of the lower boundary of the layer of formation water emulsion in oil in a horizontal metal reservoir of a dehydrator of 3 m in diameter.

Средняя контрольная точка (отверстие) расположена на высоте 1/3 диаметра резервуара от его дна. Интервал глубин между контрольными точками 200 мм. The middle control point (hole) is located at a height of 1/3 of the diameter of the tank from its bottom. The depth interval between the control points is 200 mm.

Три идентичных цилиндрических электрода, изолированных диэлектриком, длиной 200-300 мм, диаметром 10-15 мм, установлены через отверстия горизонтально внутри резервуара. Герметичность обеспечивается выполнением корпуса, в котором крепится цилиндрический электрод. Three identical cylindrical electrodes, insulated by a dielectric, 200-300 mm long, 10-15 mm in diameter, are installed horizontally inside the tank through openings. Tightness is ensured by the execution of the housing in which the cylindrical electrode is mounted.

Цилиндрические электроды, изолированные диэлектриком 1-3, соединены с колебательным контуром соответствующего автогенератора 4-6, каждый из которых соединен с блоком среднеквадратичного значения частоты (блоком с.к.з.) 7-9. Выход блока с. к.з. 7 соединен с одним из входов блока 10 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока с.к.з. 8. Выход блока с.к.з. 8 соединен также с одним из входов блока 11 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока с.к.з. 9. Блоки сравнения имеют индикацию результатов сравнения. Cylindrical electrodes insulated by a dielectric 1-3 are connected to the oscillating circuit of the corresponding oscillator 4-6, each of which is connected to a rms frequency unit (RMS block) 7-9. Block output c. short 7 is connected to one of the inputs of the comparison unit 10, the second input of which is connected to the output of the SCZ block 8. The output block SCZ 8 is also connected to one of the inputs of the comparison unit 11, the second input of which is connected to the output of the SCZ block 9. The comparison blocks have an indication of the results of the comparison.

Металлическая стенка резервуара служит электродом и образует с каждым цилиндрическим электродом, изолированным диэлектриком 1-3, электрическую емкость, которая включена в колебательный контур соответствующий автогенератора. Изменение диэлектрической проницаемости среды в межэлектродном пространстве изменяет электрическую емкость и, следовательно, частоту автогенератора, которая является выходной величиной измерительного преобразователя. Измерительные преобразователи идентичны. Их статическая характеристика приведена на фиг. 1. Пренебрежимо малая чуствительность к объемному содержанию воды в эмульсии нефти в пластовой воде позволяет исключить влияние градиента концентраций в ней и отождествить с ней пластовую воду. Значительное различие в значениях частот для различных типов эмульсий позволяет выявить границу раздела эмульсии пластовой воды в нефти и эмульсии нефти пластовой воде или пластовой воды. The metal wall of the tank serves as an electrode and forms, with each cylindrical electrode, insulated by an insulator 1-3, an electric capacitance, which is included in the oscillating circuit of the corresponding oscillator. A change in the dielectric constant of the medium in the interelectrode space changes the electric capacitance and, therefore, the frequency of the oscillator, which is the output value of the measuring transducer. Transmitters are identical. Their static characteristic is shown in FIG. 1. The negligible sensitivity to the volumetric water content in the oil emulsion in the formation water makes it possible to exclude the influence of the concentration gradient in it and to identify formation water with it. A significant difference in frequency values for different types of emulsions reveals the interface between the formation water emulsion in oil and the oil emulsion in produced water or produced water.

Операции получения среднеквадратичных значений частот и сравнения их в заданном порядке реализуются на базе вычислительной техники и стационарных программ. Операция сравнения может быть выполнена как вычитанием, так и делением. The operations of obtaining the rms values of frequencies and comparing them in a given order are implemented on the basis of computer technology and stationary programs. The comparison operation can be performed by both subtraction and division.

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ НИЖНЕЙ ГРАНИЦЫ СЛОЯ ЭМУЛЬСИИ ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ В НЕФТИ В ДЕГИДРАТОРЕ, заключающийся в том, что с идентичных измерительных преобразователей, расположенных на двух глубинах в исследуемой среде, снимают сигналы, сравнивают их и по результатам сравнения определяют искомую величину, отличающийся тем, что идентичные измерительные преобразователи выполнены в виде изолированного диэлектриком цилиндрического электрода, подключенного в колебательный контур автогенератора, частота которого является выходным сигналом измерительного преобразователя, одновременно дополнительно снимают сигнал с преобразователя, расположенного на третьей глубине, и сравнивают среднеквадратичные значения частот, полученные на разных глубинах. A METHOD FOR DETERMINING THE LEVEL OF THE LOWER BOUNDARY OF A PLASTIC WATER EMULSION OIL IN AN OIL IN A DEHYDRATOR, consisting in the fact that signals are taken from identical measuring transducers located at two depths in the medium under study, they are compared and the desired value is determined by comparing them, which differs by measuring transducers are made in the form of a cylindrical electrode insulated by a dielectric connected to an oscillator circuit of a self-oscillator, the frequency of which is the output signal and Tonnage converter simultaneously remove further signal transmitter located at the third depth, and comparing the RMS values of the frequencies received at different depths.
SU5049572 1992-06-26 1992-06-26 Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator RU2037787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049572 RU2037787C1 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5049572 RU2037787C1 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2037787C1 true RU2037787C1 (en) 1995-06-19

Family

ID=21607938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5049572 RU2037787C1 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2037787C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763017C1 (en) * 2020-12-31 2021-12-24 Осаюхинг Омникомм Liquid flow monitoring system containing one capacitive sensor for the interface level

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4503383, кл. G 01R 27/26, 1985. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2763017C1 (en) * 2020-12-31 2021-12-24 Осаюхинг Омникомм Liquid flow monitoring system containing one capacitive sensor for the interface level

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Andreussi et al. An impedance method for the measurement of liquid hold-up in two-phase flow
RU2184353C2 (en) Device responding to level of separation surface of materials
RU2183012C2 (en) Method and device for metering multiphase stream
RU2066750C1 (en) System for monitoring the content of water
RU99109118A (en) DEVICE RESPONDING TO SURFACE SURFACE LEVEL
WO1986005278A1 (en) Dielectric methods and apparatus for in-situ soil classification
Yang et al. A multi-interface level measurement system using a segmented capacitance sensor for oil separators
Shi et al. Capacitance-based instrumentation for multi-interface level measurement
KR910006718A (en) Oil well analyzer and method
US6272906B1 (en) Device for separating and for measuring the volume of the various phases of a mixture of fluids
JPS60159615A (en) Level indicator
RU2037787C1 (en) Method of determination of level of lower boundary of emulsion layer of stratal water in oil in dehydrator
US6185985B1 (en) Process and device for measuring physical characteristics of a porous sample by centrifugal displacement of fluids
US4381665A (en) Method for determining saturation characteristics of a porous material
GB2325526A (en) Measuring physical characteristics of a porous sample
EP1834185A2 (en) A method and apparatus for monitoring and determining the moisture content of a substance in a container
SU1497531A1 (en) Method of determining moisture content of dielectric substance
Green et al. A frequency-modulated capacitance transducer for on-line measurement of two-component fluid flow
SU741128A1 (en) Liquid analysis device
SU1682898A1 (en) Device for determining water content of oil well products
SU1103137A1 (en) Device for measuring concentration of petroleum products in water
SU395757A1 (en)
RU2164021C2 (en) Device determining concentration of mixture of various substances
RU2649672C1 (en) Method of measurement the level and conductivity of an electric conductive environment and the device for its implementation
RU1805370C (en) Method of determining water content in oil products