RU2051333C1 - Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2051333C1
RU2051333C1 SU4851045A RU2051333C1 RU 2051333 C1 RU2051333 C1 RU 2051333C1 SU 4851045 A SU4851045 A SU 4851045A RU 2051333 C1 RU2051333 C1 RU 2051333C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separator
oil
measuring
level
tank
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Аббас Гейдар-оглы Рзаев
Original Assignee
Аббас Гейдар-оглы Рзаев
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 Аббас Гейдар-оглы Рзаев filed Critical Аббас Гейдар-оглы Рзаев
Priority to SU4851045 priority Critical patent/RU2051333C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2051333C1 publication Critical patent/RU2051333C1/ru

Links

Landscapes

  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Использование: в нефтедобыче. Сущность изобретения: заполняют антифризом специальную емкость до заданного уровня, заполняют нефтяной жидкостью до достижения заданного уровня в измерительной емкости, установленной внутри него, измеряют время заполнения сепаратора, уровень нефтяной жидкости в сепараторе и перепад давлений, создаваемый столбом антифриза и нефтяной жидкости в сепараторе, опорожняют сепаратор, а расход нефти, воды и нефтяной жидкости определяют по формуле. Устройство содержит сепаратор 4, измерительную емкость 3, специальную емкость 6, исполнительные механизмы 2, 8 и 10, вентили 16, 17 и 18, дифманометры 12 и 23, три датчика 13, 14, 24 давления, блок 9 управления, блок 22 регистрации, трубопровод 1, наливную 15 и сливную 19 линии, трубопровод 5, коллектор 7. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к добыче нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен способ автоматического измерения дебита нефти, состоящий в измерении уровня нефтяной жидкости и раздела фаз в сепараторе и по измеренным значениям определении содержания воды и нефти, добываемых из нефтяных скважин.
Данный способ реализован в устройстве, состоящем из измерительного сепаратора, опущенной в него трубы из немагнитного материала, двух поплавков с вмонтированными в них постоянными магнитами, которые могут перемещаться вдоль трубы в зависимости от уровня нефти и отстаиваемой воды в сепараторе, якоря, который на проволоке опускается в трубу, датчика уровня, блока измерения и управления и исполнительных механизмов, установленных на трубопроводах подачи жидкости в сепаратор и отвода из него, причем при заполнении сепаратора жидкостью до заданного уровня с помощью блока управления прекращается подача жидкости в сепаратор и вырабатывается сигнал "Измерение" и датчик уровня приводится в действие (перемещается якорь). Время от начала пуска до получения сигнала "Уровень воды" определяет высоту столба воды, а время меду сигналами "Уровень воды" и "Уровень нефти" высоту столба нефти в сепараторе. На основании этих сигналов в блоке измерения определяется объемное количество нефти и воды, добываемые с нефтяных скважин [1]
Однако данные способ и устройство не позволяют с требуемой частотой и точностью измерить весовой дебит нефти и пластовой воды, что приводит к понижению технико-экономических показателей добычи нефти.
Это связано с тем, что при отстаивании нефтяной эмульсии в измерительном сепараторе между чистой (обезвоженной) нефтью и отстаиваемой пластовой водой образуется промежуточный слой, содержащий 30-60% воды. В данном устройстве промежуточным слоем считается чистая нефть, что связано с большой погрешностью измерения.
Кроме того, поплавок межфазного уровня рассчитан с учетом средней плотности пластовой воды и при изменении плотности (минерализации) пластовой воды в широких пределах ( ρв 1,05-1,22 г/см3) он может остаться в водяном или промежуточном слое, что также является источником большой погрешности.
Кроме того, с увеличением устойчивости нефтяной эмульсии, увеличивается необходимое время ее отстоя и, следовательно, уменьшается частота измерения, что отрицательно отражается на технико-экономических показателях добычи нефти.
Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения дебита нефти, состоящий в измерении перепада гидростатических давлений между двумя точками, расположенными в нижней части сепаратора, определения момента опорожнения сепаратора, перепада давлений, создаваемого на одинаковых высотах пьезометрическими столбами антифриза, размещенного в специальной емкости, и нефтяной жидкостью в сепараторе по измеренному значению, с учетом плотностей пластовой воды и нефти, определение суточного весового дебита жидкости, нефти и пластовой воды по формуле [2]
Однако данный способ не позволяет измерить дебит чистой нефти и пластовой воды с заданной частотой и точностью в случае, когда производительности измеряемых скважин существенно отличаются.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является дебитор, содержащий измерительный сепаратор, пьезометрические датчики давления нефтяной жидкости, пластовой воды и нефти, два дифманометра, множительно-делительный блок, сигнализаторы уровня воды и нефти, клапаны наливной и сливной линий, блок управления и индикации, емкость для слива пластовой воды, преобразователь температуры, три перегородки, установленные внутри сепаратора с образованием полостей, в первой полости которого в нижней части сепаратора накапливается пластовая вода, во второй полости с верхнего слоя нефтяной жидкости накапливается чистая (обезвоженная) нефть, в третьей полости устанавливается сигнализатор уровня, причем отрицательные камеры обоих дифманометров соединены с пьезометрическими датчиками давления пластовой воды, входы множительно-делительного блока соединены с выходами дифманометров, а его выход с блоком управления и индикации, сигнализаторы уровня пластовой воды и чистой нефти соединены с входом блока управления и индикации, выходы которого соединены с клапанами отвода пластовой воды из сепаратора в емкость для слива пластовой воды, а чистой нефти и пластовой воды в общий коллектор, вход преобразователя температуры соединен с датчиком температуры, выход с блоком управления и индикации [2]
Однако это устройство при измерении дебита нефтяной жидкости, содержащей кинематически устойчивую нефтяную эмульсию, дают большую погрешность, так как во-первых, при переливе емкость заполняется нефтяной эмульсией, (содержащей 5-30% пластовой воды), не успевшей отстояться в течение цикла измерения (для отстоя таких эмульсий требуется несколько дней); во-вторых, по той же причине водяной слой в нижней части сепаратора может не образоваться и при этом емкость для пластовой воды заполнится нефтяной эмульсией.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение технико-экономических показателей добычи нефти.
Это достигается тем, что в способе измерения, включающем заполнение антифризом специальной емкости до заданного уровня, заполнение сепаратора нефтяной жидкостью с одновременным измерением времени заполнения, измерение разности давлений, создаваемых столбами антифриза в специальной емкости и нефтяной жидкости в сепараторе, опорожнение сепаратора, момент завершения которого определяют по равенству давлений в двух точках в нижней части сепаратора, и вычисление величины расхода по формуле
Gн=
Figure 00000002
(1-α)ρн·g, (1)
Gв=
Figure 00000003
g, (2)
σ= σн + σв, (3) сепаратор заполняют до достижения заданного уровня в измерительной емкости, установленной внутри него, дополнительно измеряют уровень нефтяной жидкости в сепараторе, а при вычислении расхода содержание водыα в нефтяной жидкости определяют по формуле
α
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
1-
Figure 00000007
1-
Figure 00000008
+
Figure 00000009
1-
Figure 00000010
+ (ρвн)
Figure 00000011
, (4)
V V1 + V2, (5)
V1 πr1 2 ˙h1, (6)
V2 π(r2 r1)2 ˙h2, (7) где V общий объем жидкости в сепараторе;
V1 объем жидкости в кольцевом пространстве сепаратора;
V2 объем жидкости в измерительной емкости;
Gн, Gв, G расход нефти, пластовой воды и нефтяной жидкости соответственно;
ρн, ρв, ρА плотности нефти, пластовой воды и антифриза соответственно;
h1, h2 уровень нефтяной жидкости в сепараторе и измерительной емкости;
ΔР перепад давлений между пьезометрическими столбами антифриза и нефтяной жидкости с высотой h1;
r1, r2 радиус сепаратора и измерительной емкости соответственно;
τ- время заполнения сепаратора.
Технический результат также достигается тем, что устройство, содержащее сепаратор со сливной и наливной линиями, специальную емкость с наливной и сливной линиями, верхняя часть которой сообщена с газовой линией сепаратора, исполнительные механизмы, установленные на наливной, сливной и газовой линиях сепаратора и специальной емкости, пьезометрические датчики давления, установленные в нижней части сепаратора и специальной емкости и соединенные с входами двух дифманометров, сигнализатор уровня и блок управления, входы которого соединены с выходами дифманометров и сигнализатора уровня, а выходы с исполнительными механизмами и регистратором, снабжено измерительной емкостью, установленной внутри сепаратора коаксиально ему и связанной с его полостью через исполнительный механизм, вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления, измерителем уровня, связанным с дополнительным входом блока управления, при этом сигнализатор уровня установлен в верхней части измерительной емкости, днище которой связано со сливной линией сепаратора.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Нефтяная жидкость (НЖ) из скважин (не показаны), имеющих разные производительности, содержащая пластовую воду, нефть и газ, по трубопроводу 1 через исполнительный механизм 2 поступает в измерительную емкость 3 сепаратора, где разделяется на газовую и жидкую фазы. Газовая фаза из верхней части сепаратора 4 по трубопроводу 5 параллельно поступает в верхнюю часть цилиндрической вертикальной (специальной) емкости 6 и общий коллектор 7, а жидкая фаза в случае, когда к измерительной системе подключается малая дебитная скважина, накапливается в измерительной емкости 3 сепаратора, при этом исполнительный механизм 8 закрыт, а в случае, когда к измерительной системе подключена скважина с большим дебитом, одновременно накапливается и в измерительной емкости и кольцевом пространстве сепаратора. При этом исполнительный механизм 8 открыт. Момент поступления НЖ в сепаратор определяется на блоке 9 управления. При заполнении сепаратора в обоих случаях исполнительные механизмы (ИМ) 10, установленные в линиях отвода НЖ в коллектор 7, закрыты. Когда уровень НЖ в измерительной емкости 3 сепаратора 4 достигает заданной высоты h2, по сигналу бесконтактного сигнализатора 11 уровня блок 9 управления закрывает ИМ 2 наливной линии и начинается цикл измерения, состоящий в измерении перепада давления в дифманометре 12, который отрицательной камерой соединен с датчиком 13, установленным в нижней части измерительной емкости сепаратора, а положительной камерой с датчиком 14, установленным в нижней части специальной емкости 6. При этом уровни нефтяной жидкости в измерительной емкости 3 и в специальной емкости 6 одинаковы и равны h2.
Уровень в этих емкостях отсчитывается от точки установки датчиков 13 и 14. Измеренное значение перепада давления с выхода дифманометра 12 поступает в блок 9 управления.
Антифриз заполняется в емкость 6 следующим образом.
Заранее через линии 15 и открытый вентиль 16, закрытые вентили 17 и 18 заполняется антифриз. После заполнения емкости 6 закрывается емкость 16 и открывается вентиль 17. При этом уровень антифриза в емкости 6 за счет линии 19 устанавливается равным высоте h2 (лишний объем антифриза выше уровня h2 по линии 19 выбрасывается в коллектор 7) и давление над уровнями НЖ в сепараторе 4 и специальной емкости 6 выравнивается (по закону сообщающихся сосудов). Вентиль 18 используется тогда, когда возникает необходимость в замене старого антифриза в емкости 6 свежим антифризом. Как отмечалось выше, при измерении больших дебитов (когда подключаемая к циклу измерения скважина имеет большую производительность) открывают ИМ 2 и ИМ 8, при этом одновременно НЖ заполняется емкость 3 и кольцевое пространство 20 сепаратора, имеющего в несколько раз большую емкость, чем емкость 3. Когда уровень жидкости в емкости 3 достигает величины h2 аналогично, как в предыдущем случае, закрывается ИМ 2 и начинается цикл измерения, при этом уровень жидкости в кольцевом пространстве 20 h1, меньше, чем h2, так как в пространство 20 попадают тяжелые составляющие (в основном отстоявшаяся вода в емкости 3) поступающей НЖ. Следует отметить, что кольцевое пространство 20 пусто и ИМ 8 закрыт только в тех случаях, когда измеряется дебит малодебитной скважины, а в остальных случаях ИМ 8 открыт. При этом по геологическим регламентным данным заранее определяется из охватываемых для измерения групп скважин, какие являются малодебитными, а какие имеют большую производительность, т.е. в блоке 9 управления скважины делятся на два класса и после измерения дебита скважин первого класса изменяется состояние ИМ 8 и измеряется дебит скважин второго класса. На основании сигналов, поступающих с дифманометра 12 и уровнемера 21, установленного в кольцевом пространстве для измерения h1 с учетом плотностей воды ρв, нефти ρн и антифриза ρА, вводимых в блок управления вручную, по формулам в блоке 9 определяется (рассчитывается) весовой дебит НЖ, нефти и пластовой воды. Результаты измерения регистрируются в блоке регистрации. После измерения по сигналу, поступающему с блока 9, открывается исполнительный механизм 10 и начинается слив НЖ из сепаратора 4 в коллектор 7. Момент окончания слива определяется по информации, поступающей с дифманометра 23, отрицательная камера которого соединена с датчиком 24, расположенным в нижней части сепаратора, на некотором расстоянии выше датчика 13, а положительная камера с датчиком 13.
Формула (4), разработанная для данного способа, определяющая содержанием воды в НЖ, выводится следующим образом.
Для бинарных систем (таковой является НЖ) плотность определяется по следующему аналитическому выражению:
ρнж α˙ρв + (1 α) ρн. (8)
Данное выражение можно написать в следующем виде:
ρнж α˙ρв + (1 α) ρн + ρА ρА, (9) также можно выразить в следующем виде:
Figure 00000012
ρ1
Figure 00000013
+ ρ2
Figure 00000014
(10)
По закону сообщающихся сосудов
ρ1˙h1 ρ2 ˙h2 (11)
Отсюда
ρн=
Figure 00000015
ρ2 (12)
Перепад давлений, создаваемый на одинаковых высотах (на высоте h2) пьезометрическими столбами антифриза, размещенного в емкости, и НЖ в сепараторе, по закону гидростатики можно определить по следующей формуле:
( ρA ρ2) ˙g˙h2 ΔP. (13)
Отсюда
ρ2=
Figure 00000016
(14)
Подставив (14) в (12), (12) в (10), а (10) в (9), после соответствующих преобразований получим формулу (4), т.е.
α =
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024

Принцип работы способа и устройства для его осуществления, представленного на чертеже, заключается в следующем.
В начале по линии 15 через вентиль 16 емкость 6 заполняется антифризом плотностью ρА. При заполнении емкости вентили 17 и 18 закрыты и емкость 6 находится под атмосферным давлением. После заполнения емкости вентиль 16 закрывается, а вентиль 17 открывается. При этом излишек антифриза выше отметки h2 за счет ее гидростатического давления через линию 19 и трубопровод 5 переливается в коллектор 7. В начале цикла по единичному сигналу "1", выбранному блоком 9, открывается ИМ 2, и по линии 1 подключается скважина к измерительному сепаратору 4 и одновременно включается таймер для учета времени заполнения.
Если подключаемая скважина малодебитная, то в линии, соединяющей блок 9 с ИМ 8, имеется нулевой сигнал "0" и ИМ 8 закрыт.
В случае, когда подключаемая скважина имеет большой дебит, то на указанной линии имеется единичный сигнал "1" и ИМ 8 открыт.
В первом случае заполняется только измерительная емкость 3, а во втором случае кроме емкости 3 также заполняется кольцевое пространство 20 сепаратора 4. Начинается слив НЖ. При этом И 10 закрыт. Когда уровень НЖ в емкости 3 доходит до отметки h2 по сигналу бесконтактного сигнализатора 11 уровня закрывается И 2, отключается таймер (часовой механизм). По перепаду давлений ΔР, создаваемому на одинаковых высотах h2 пьезометрическими столбами антифриза в емкости 6 и НЖ в емкости 3, и сигналу, поступающему с уровнемера 21 с учетом плотностей пластовой воды ρв, нефти ρн и антифриза ρА, полученных в результате анализа, вводимых в блок управления вручную и записываемых в ППЗУ блока 9, по формулам (1)-(7) в блоке 9 определяется (рассчитывается) весовой дебит НЖ, нефти и пластовой воды. Результат передается в вышестоящую ступень и регистрируется там в блоке 22 регистрации. После передачи результатов расчета в верхнюю ступень по единичному сигналу "1", поступающему с блока 9, открывается ИМ 10 и начинается опорожнение сепаратора.

Claims (2)

1. Способ измерения дебита нефти, включающий заполнение антифризом специальной емкости до заданного уровня, заполнение сепаратора нефтяной жидкостью с одновременным измерением времени заполненения, измерение разности давлений, создаваемых столбами антифриза в специальной емкости и нефтяной жидкости в сепараторе, опорожнение сепаратора, момент завершения которого определяют по равенству давлений в двух точках в нижней части сепаратора, и вычисление величины расхода нефти σн и пластовой воды σв по формулам
Figure 00000025

Figure 00000026

отличающийся тем, что сепаратор заполняют до достижения заданного уровня в измерительной емкости, установленной внутри него, дополнительно измеряют уровень нефтяной жидкости в сепараторе, а при вычислении расхода содержание воды α в нефтяной жидкости определяют по формуле
Figure 00000027

где ρнвa соответственно плотности нефти, пластовой воды и антифриза;
h1, h2 соответственно уровень нефтяной жидкости в сепараторе и измерительной емкости;
v1 объем жидкости в кольцевом пространстве сепаратора;
v общий объем жидкости в сепараторе;
ΔP перепад давлений между пьезометрическими столбами антифриза и нефтяной жидкости с высотой h1;
g ускорение свободного падения;
τ время заполнения сепаратора.
2. Устройство для измерения дебита нефти, содержащее сепаратор со сливной и наливной линиями, специальную емкость с наливной и сливной линиями, верхняя часть которой сообщена с газовой линией сепаратора, исполнительные механизмы, установленные на наливной, сливной и газовой линиях сепаратора и специальной емкости, пьезометрические датчики давления, установленные в нижней части сепаратора и специальной емкости и соединенные с входами двух дифманометров, сигнализатор уровня и блок управления, входы которого соединены с выходами дифманометров и сигнализатора уровня, а выходы с исполнительными механизмами и регистратором, отличающееся тем, что оно снабжено измерительной емкостью, установленной внутри сепаратора коаксиально ему и связанной с его полостью через исполнительный механизм, вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления, измерителем уровня нефтяной жидкости в сепараторе, связанным с дополнительным входом блока управления, при этом сигнализатор уровня установлен в верхней части измерительной емкости, днище которой связано со сливной линией сепаратора.
SU4851045 1990-04-25 1990-04-25 Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления RU2051333C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4851045 RU2051333C1 (ru) 1990-04-25 1990-04-25 Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4851045 RU2051333C1 (ru) 1990-04-25 1990-04-25 Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2051333C1 true RU2051333C1 (ru) 1995-12-27

Family

ID=21527468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4851045 RU2051333C1 (ru) 1990-04-25 1990-04-25 Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2051333C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585778C1 (ru) * 2015-01-26 2016-06-10 Рауф Рахимович Сафаров Устройство для измерения дебита нефти и газа
CN108798620A (zh) * 2018-08-14 2018-11-13 北京瑞莱博石油技术有限公司 一种油水两相驱替分离计量装置
RU2798181C1 (ru) * 2022-12-29 2023-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ измерения многофазной продукции нефтяной скважины

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Исакович Р.Я. Технологические измерения и приборы. М.: Недра, 1970. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1666923, кл. G 01F 1/00, 1991. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585778C1 (ru) * 2015-01-26 2016-06-10 Рауф Рахимович Сафаров Устройство для измерения дебита нефти и газа
CN108798620A (zh) * 2018-08-14 2018-11-13 北京瑞莱博石油技术有限公司 一种油水两相驱替分离计量装置
RU2798181C1 (ru) * 2022-12-29 2023-06-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Способ измерения многофазной продукции нефтяной скважины

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2171801C (en) A level measurement method and apparatus using measurements of water column pressure therefor
RU2299322C1 (ru) Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора
US4549432A (en) Metering separator for determining the liquid mass flow rate in a gas-liquid oilfield production stream
RU2051333C1 (ru) Способ измерения дебита нефти и устройство для его осуществления
RU2236584C1 (ru) Способ и устройство для измерения дебита нефти
RU2299321C2 (ru) Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора и устройство для его осуществления "мера-охн"
US2959055A (en) Fluid meter
RU2220282C1 (ru) Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора и устройство для его осуществления
RU2002133991A (ru) Способ и устройство для измерения дебита нефти
RU2057922C1 (ru) Установка для измерения продукции скважин
RU2733954C1 (ru) Способ измерения продукции нефтяной скважины
RU2131027C1 (ru) Устройство для измерения дебита нефтяных скважин
RU2340772C2 (ru) Способ определения обводненности продукции нефтяных скважин "охн+"
SU1382940A1 (ru) Весовой дебитомер
US3182502A (en) Tank gauge apparatus
WO1992005408A1 (en) Apparatus for measuring water bottom level and leakage of a tank
RU2102563C1 (ru) Канализационная насосная станция
US3009359A (en) Automatic well testing system
SU1666923A1 (ru) Способ автоматического измерени дебита нефти и устройство дл его осуществлени
RU2355884C1 (ru) Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин и устройство для его осуществления
RU194085U1 (ru) Устройство для измерения количества нефти, содержания воды и газа в продукции малодебитных скважин
RU2023986C1 (ru) Способ количественной оценки газожидкостной смеси
EA042193B1 (ru) Способ автоматического измерения дебита нефти
RU2307246C2 (ru) Способ измерения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора
RU2325520C2 (ru) Способ определения дебита продукции скважин