RU2082107C1

RU2082107C1 - Method of determination of quantities of oil, gas and water in products of well

Info

Publication number: RU2082107C1
Application number: RU95108055A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Газизов; Н.Н. Хазиев; Е.Н. Сафонов
Original assignee: Хазиев Нагим Нуриевич
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1997-06-20
Also published as: RU95108055A

Abstract

FIELD: gas and oil industry. SUBSTANCE: method refers to determination of quantities of oil, gas and water extracted from pool while oil is produced. Well production is separated preliminary into gas and liquid under working conditions, liquid is fed into measurement cylinders through flow changer and gas - into measurement cylinders via upper connecting pipe-line. Value of reflectivity coefficient of electromagnetic waves is determined at moment of filling of each measurement cylinder with liquid by height of liquid column and quantities of oil and water in each filled measurement cylinder are calculated. EFFECT: enhanced operational authenticity of method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти и в случаях, когда необходимо измерять количество нефти, газа и воды в многофазном потоке. The invention relates to the oil industry and can be used in oil production and in cases where it is necessary to measure the amount of oil, gas and water in a multiphase flow.

Известен способ измерения газожидкостного потока путем разделения на фазы и измерения жидкости и газа самостоятельными измерительными приборами [1]
Недостатком этого способа измерения является узкий диапазон измерения используемых стандартных средств измерений и необходимость специальной подготовки измеряемых сред.A known method of measuring gas-liquid flow by phase separation and measuring liquid and gas by independent measuring devices [1]
The disadvantage of this measurement method is the narrow measurement range of the standard measuring instruments used and the need for special preparation of the measured media.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ измерения расхода газожидкостного потока, сущность которого заключается в том, что периодически изменяют направление подачи контролируемого потока в измерительную камеру, выполненную в виде двух вертикально установленных герметичных цилиндров, соединенных между собой в верхней части трубопроводом, определяют время заполнения и время опорожнения цилиндров, по которым определяют расходы жидкости и газа в общем потоке [2]
Недостатком этого способа является то, что он не позволяет определить раздельно количества нефти и воды в жидкой фазе потока.The closest analogue of the invention is a method of measuring the flow of gas-liquid flow, the essence of which lies in the fact that periodically change the direction of supply of the controlled flow into the measuring chamber, made in the form of two vertically mounted tight cylinders connected to each other in the upper part of the pipeline, determine the filling time and time emptying the cylinders, which determine the flow rate of liquid and gas in the total flow [2]
The disadvantage of this method is that it does not allow to determine separately the amount of oil and water in the liquid phase of the stream.

Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение возможности определения количества компонентов продукции скважины нефти, газа и воды единым способом на одном устройстве с достаточной для практики точностью независимо от величины плотностей нефти и воды и содержания свободного газа. The technical result from the use of the invention is the ability to determine the number of components of the production of oil, gas and water wells in a single way on one device with practical accuracy, regardless of the density of oil and water and the content of free gas.

Это достигается тем, что продукцию скважины предварительно разделяют на газ и жидкость в рабочих условиях, жидкость подают в измерительные цилиндры через переключатель потока, а газ подают в измерительные цилиндры через верхний соединительный трубопровод, в момент заполнения жидкостью каждого измерительного цилиндра определяют по высоте столба жидкости величину коэффициента отражения электромагнитных волн и, используя известные величины отражения электромагнитных волн в чистой нефти и воде различной диэлектрической проницаемостью, рассчитывают количество нефти и воды в каждом заполненном измерительном цилиндре. This is achieved by the fact that the well’s products are preliminarily separated into gas and liquid under operating conditions, the liquid is supplied to the measuring cylinders through the flow switch, and the gas is supplied to the measuring cylinders through the upper connecting pipe, at the time of filling with liquid for each measuring cylinder, the value is determined by the height of the liquid column reflection coefficient of electromagnetic waves and, using known values of reflection of electromagnetic waves in pure oil and water of different dielectric constant , Calculated amounts of oil and water in each filled measuring cylinder.

На чертеже представлено устройство для реализации способа. The drawing shows a device for implementing the method.

Устройство включает подводящий трубопровод 1, газосепаратор 2, трубопровод для жидкости 3, трубопровод для газа 4, переключатель потока жидкости 5, соединительные трубопроводы 6 и 7, измерительные цилиндры 8 и 9, регистраторы уровней жидкости и обводненности нефти в измерительных цилиндрах 10 и 11, контроллер 12. The device includes a supply pipe 1, a gas separator 2, a liquid pipe 3, a gas pipe 4, a liquid flow switch 5, connecting pipes 6 and 7, measuring cylinders 8 and 9, liquid level and water cut recorders in the measuring cylinders 10 and 11, a controller 12.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Продукция скважины в виде газожидкостной смеси поступает по подводящему трубопроводу 1 в газосепаратор 2, где газ и жидкость разделяются в рабочих условиях, жидкость по трубопроводу 3, переключатель потока 5 и соединительные трубопроводы 6 и 7 последовательно поступает то в измерительный цилиндр 8, то в измерительный цилиндр 9. Для определенности рассмотрим, когда жидкость поступает в измерительный цилиндр 8. В каждом измерительном цилиндре фиксируется нижний и верхний уровни жидкости. Well production in the form of a gas-liquid mixture enters through a supply pipe 1 to a gas separator 2, where gas and liquid are separated under operating conditions, the fluid through a pipe 3, a flow switch 5 and connecting pipelines 6 and 7 sequentially enter either the measuring cylinder 8 or the measuring cylinder 9. For definiteness, we consider when the liquid enters the measuring cylinder 8. The lower and upper liquid levels are fixed in each measuring cylinder.

После начала заполнения вначале жидкость достигает установленного нижнего уровня в измерительном цилиндре 8, при этом регистратор уровня жидкости 10 подает сигнал в контроллер 12 и включается отсчет времени заполнения измерительного цилиндра 8. При достижении установленного верхнего уровня жидкости подаются сигналы регистратором уровней жидкости 10 и контроллер 12 прекращает отсчет времени заполнения и выдает команду на привод переключателя 5, привод поворачивает переключатель и жидкость начинает поступать в другой измерительный цилиндр 9. Начиная с этого момента, жидкость из измерительного цилиндра 8 вытесняется газом, накопившемся в измерительном цилиндре 9. При этом контроллер 12 ведет отсчет времени опорожнения измерительного цилиндра 8 от жидкости, т.е. при измерении уровня жидкости от установленного верхнего до установленного нижнего уровня. При заполнении и опорожнении измерительного цилиндра 9 выполняются все эти операции и так происходит при каждом заполнении измерительных цилиндров. В момент достижения верхнего уровня жидкости в каждом измерительном цилиндре производится определение коэффициента отражения электромагнитных волн по высоте столба жидкости и по заданной программе и алгоритму контроллером 12 определяется количество нефти и воды в каждом измерительном цилиндре. Например, пусть коэффициент отражения электромагнитных волн в чистой нефти K_н, в воде K_в. Измерением нашли, что средний коэффициент отражения электромагнитных волн по высоте столба эмульсии в измерительном цилиндре K_э, а объем всей жидкости в измерительном цилиндре V_ж. Тогда при известных параметрах К_н, K_в, и V_ж и найденному измерением значению К_ж, имеем
V_ж•К_ж=V_н•K_н+V_в•K_в,
где
V_ж=V_н+V_в.After the start of filling, first the liquid reaches the set lower level in the measuring cylinder 8, while the liquid level recorder 10 sends a signal to the controller 12 and the countdown time for the measuring cylinder 8 is turned on. Upon reaching the set upper liquid level, signals are sent by the liquid level recorder 10 and the controller 12 stops counting the filling time and issues a command to the actuator of switch 5, the actuator turns the switch and fluid begins to flow into another measuring cylinder p 9. Starting from this moment, the liquid from the measuring cylinder 8 is displaced by the gas accumulated in the measuring cylinder 9. In this case, the controller 12 counts the time of emptying the measuring cylinder 8 from the liquid, i.e. when measuring the liquid level from the set upper to the set lower level. When filling and emptying the measuring cylinder 9, all these operations are performed and this happens with each filling of the measuring cylinders. At the time of reaching the upper liquid level in each measuring cylinder, the reflection coefficient of electromagnetic waves is determined from the height of the liquid column, and the amount of oil and water in each measuring cylinder is determined by controller 12 according to a given program and algorithm. For example, let the reflection coefficient of electromagnetic waves in pure oil K _n in water K _in . The measurement found that the average reflection coefficient of electromagnetic waves along the height of the emulsion column in the measuring cylinder K _e , and the volume of all liquid in the measuring cylinder V _g . Then, when the parameters K _n, K _a, and V _x and a value found by measuring K _w, we have
V _W • K _W = V _n • K _n + V _c • K _c ,
Where
V _W = V _n + V _c .

Отсюда находим

Здесь измеряемой величиной является только К_ж, а остальные параметры определяются заранее и как постоянные величины вводятся в алгоритмы расчета.From here we find

Here, the measured value is only К _ж , and the remaining parameters are determined in advance and how constant values are introduced into the calculation algorithms.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить количество нефти, газа и воды в продукции скважины. Предварительное разделение газа и жидкости до измерительных цилиндров создает благоприятные условия для измерения количества жидкости и газа, устраняется необходимость выжидания всплытия последних пузырей газа из жидкости, повышается точность регистрации уровня жидкости за счет уменьшения волнения поверхности, устраняется влияние пузырьков газа при измерении количества нефти и воды в измерительном цилиндре. Предлагаемый способ позволяет измерять количество всех трех компонентов потока в широком диапазоне изменения расходов независимо от величин плотностей нефти и воды с достаточной для практики точностью. Такая возможность измерения количества компонентов продукции скважины позволяет организовать автоматическую систему управления, обеспечивающую рациональную работу нефтедобывающей скважины. Thus, the proposed method allows to determine the amount of oil, gas and water in the production of the well. Preliminary separation of gas and liquid to the measuring cylinders creates favorable conditions for measuring the amount of liquid and gas, eliminates the need to wait for the last bubbles of gas to emerge from the liquid, improves the accuracy of registering the liquid level by reducing surface waves, eliminates the effect of gas bubbles when measuring the amount of oil and water in measuring cylinder. The proposed method allows to measure the amount of all three components of the stream in a wide range of flow rates, regardless of the density of oil and water with sufficient accuracy for practice. This ability to measure the number of components of the well’s production allows you to organize an automatic control system that ensures the rational operation of an oil well.

Claims

The method of determining the amount of oil, gas and water in the production of a well, including periodically changing the direction of flow in the measuring chamber, made in the form of vertical cylinders interconnected in the upper part of the pipeline, determining the flow rate of liquid and gas in the total flow from the time of filling and emptying of the cylinders characterized in that the well products are previously separated into gas and liquid, the liquid is supplied to the measuring cylinders through a flow switch, and the gas is supplied to the measuring cylinders Ndr through the upper connecting pipe, determine the magnitude of the reflection coefficient of electromagnetic waves by the height of the liquid column at the time of filling each measuring cylinder with liquid and calculate the amount of oil and water in each filled measuring cylinder.