RU2466356C1 - Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium - Google Patents

Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium Download PDF

Info

Publication number
RU2466356C1
RU2466356C1 RU2011111517/28A RU2011111517A RU2466356C1 RU 2466356 C1 RU2466356 C1 RU 2466356C1 RU 2011111517/28 A RU2011111517/28 A RU 2011111517/28A RU 2011111517 A RU2011111517 A RU 2011111517A RU 2466356 C1 RU2466356 C1 RU 2466356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
flow rate
component
component medium
experimental points
Prior art date
Application number
RU2011111517/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011111517A (en
Inventor
Олег Борисович Качалов (RU)
Олег Борисович Качалов
Николай Петрович Ямпурин (RU)
Николай Петрович Ямпурин
Ксения Юрьевна Плесовских (RU)
Ксения Юрьевна Плесовских
Альбина Вячеславовна Баранова (RU)
Альбина Вячеславовна Баранова
Юлия Андреевна Войнова (RU)
Юлия Андреевна Войнова
Александр Вениаминович Улюшкин (RU)
Александр Вениаминович Улюшкин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
Priority to RU2011111517/28A priority Critical patent/RU2466356C1/en
Publication of RU2011111517A publication Critical patent/RU2011111517A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466356C1 publication Critical patent/RU2466356C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of measuring flow rate of two-phase three-component medium involves calibrating a multiphase flow metre, processing calibration results, synthesis of a mathematical model of the motion of the two-phase three-component medium, determining the flow interval of liquid and oil gas for which the permissible error in calculating flow rate of oil, water and oil gas holds. Calibration is carried out to obtain training experimental points. Several models of the motion of the two-phase three-component medium with different maximum errors when determining flow rate of liquid are synthesised. Calibration is carried out to obtain calibration experimental points, from which flow rate of liquid is calculated using the model of the motion of the two-phase three-component medium with different maximum errors. The model for calculating component-by-component flow rate of the two-phase three-component medium is selected based on the minimum absolute error on the calibration experimental points.
EFFECT: high accuracy of measuring flow rate of a two-phase three-component medium.
1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам определения дебита нефтяных скважин без предварительной сепарации газа из продукции скважины.The invention relates to the oil industry, and in particular to methods for determining the production rate of oil wells without prior separation of gas from well products.

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.A known method for determining the content of components of a multiphase medium, including sounding a stream with acoustic pulses, recording pulses transmitted through a medium by a receiver in a limited controlled volume of a stream formed by a pair of "radiation source - receiver", fixing the time it takes for pulses to pass through a controlled volume, and calculating the flow rate of components based on the laws of motion two-phase three-component medium [1]. However, this method leads to significant errors in determining the flow rate of a two-phase medium due to the neglect of the effect of oil gas dissolved in oil and water at pressures and temperatures in the measured flow.

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].Closest to the proposed solution is a method of measuring the flow rate of a two-phase three-component medium, including calibrating a multiphase flow meter, processing the results of calibration work, synthesizing a mathematical model of the movement of a two-phase three-component medium, determining the interval of flow rates of liquid and oil gas, in which there is a permissible error in calculating the flow rates of oil and water and gas [2].

Однако этот способ приводит к ошибкам при определении покомпонентного расхода продукции нефтяной скважины из-за неправильного выбора математической модели для расчета покомпонентного расхода.However, this method leads to errors in determining the component flow rate of oil well production due to the incorrect selection of a mathematical model for calculating the component flow rate.

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.The objective of the proposed technical solution is the development of such a method of measuring the flow rate of a two-phase three-component medium, in the implementation of which it would be possible to eliminate errors caused by the incorrect choice of the mathematical model of motion of a two-phase three-component medium.

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.The technical result of the invention is to increase the accuracy of measuring the flow rate of a two-phase three-component medium by selecting a mathematical model of motion of a two-phase three-component medium with a minimum average absolute error from an alternative list of models.

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.The technical result is achieved by the fact that in the method for measuring the flow rate of a two-phase three-component medium, including calibrating a multiphase flow meter, processing the results of calibration work, synthesizing a mathematical model of the movement of a two-phase three-component medium, determining the interval of flow rates of oil, water and oil gas, in which there is an allowable calculation error expenses of oil, water and oil gas, carry out calibration work to obtain training experimental points for training exp At the experimental points, a number of models are synthesized with various maximum errors in determining the fluid flow, carry out calibration work to obtain test experimental points, and test the fluid flow using test experimental points using motion models of a two-phase three-component medium with various maximum errors, and to minimize the average absolute error for test experimental points choose a mathematical model to calculate the component flow rate vuhfaznoy three-component medium.

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.The method is implemented as follows. A multiphase flow meter is calibrated to obtain training experimental points. In the table of calibration results for an acoustic Doppler flow meter, the liquid consumption corresponds to the readings of Doppler frequency shift, water cut, gas saturation, pressure and temperature sensors. Using these experimental data, a number of mathematical models of the motion of a two-phase three-component medium with various maximum errors are synthesized. Moreover, the number of models can vary from 5-6 to 8-10. The maximum error of the model synthesized based on training points can exceed the permissible error by a factor. By removing a number of points with a maximum error, the latter must be reduced to a value 2-3 times less than the permissible error. Thus, a number of models are synthesized. The first of them has the largest maximum error, the second, due to the removal of the point with the maximum error, has the maximum error with a smaller value. The third model has a maximum error with a smaller value compared to the second model. And the latest model has a maximum error of the lowest. Conduct calibration work to obtain test experimental points. Using these test points, using the readings of Doppler frequency shift, water cut, gas saturation, pressure and temperature sensors as input indicators, the liquid flow rate is determined using the above models. The error in determining the flow rate of liquid is fixed for models with various maximum errors. For the optimal model, take the one that has a minimum average absolute error at the test experimental points.

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.An example of a specific implementation of the method is illustrated by the materials of the results of the calibration work on the pouring installation of the UltraFlow device. Six models were synthesized from the training experimental points, the maximum error and standard deviation of which are given in the table.

ТаблицаTable МодельModel 1one 22 33 4four 55 66 Максимальная абсолютная ошибкаMaximum absolute error 0,11570.1157 0,04980,0498 0,04060,0406 0,01850.0185 0,01130.0113 0,00710.0071 Среднеквадратическое отклонение ошибкиStandard deviation of error 0,04880,0488 0,02600.0260 0,01600.0160 0,00690.0069 0,00480.0048 0,00390.0039

Модели имеют вид:Models have the form:

Y=b0+b1*X1+b2*Х2+b3*Х3+b4*X4+b5*X5+b13*Х1*Х3+b11*Х1 2+b33*Х3 2,Y = b 0 + b 1 * X 1 + b 2 * X 2 + b 3 * X 3 + b 4 * X 4 + b 5 * X 5 + b 13 * X 1 * X 3 + b 11 * X 1 2 + b 33 * X 3 2 ,

где Y - расход жидкости;where Y is the fluid flow rate;

X1 - доплеровский сдвиг частоты;X 1 - Doppler frequency shift;

Х2 - обводненность продукции скважины;X 2 - water cut well production;

Х3 - газонасыщенность;X 3 - gas saturation;

Х4 - давление в контролируемом объеме потока;X 4 - pressure in a controlled volume flow;

Х5 - температура в контролируемом объеме потока.X 5 - temperature in a controlled volume flow.

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.Using these models of motion of a two-phase three-component medium, fluid flow calculations were performed for eighteen test experimental points. The calculation results are shown in the drawing. As can be seen from this drawing, the fourth model has the smallest average absolute error. This model is recommended for calculating the component flow rate of oil well production.

Предлагаемое техническое решение позволит существенно снизить погрешность при определении покомпонентного расхода двухфазной трехкомпонентной среды.The proposed technical solution will significantly reduce the error in determining the component flow rate of a two-phase three-component medium.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2138023 «Способ определения расхода компонентов многофазной среды. // Мельников В.И., Дробков В.П. - 1999.09.20.1. RF patent No. 2138023 “Method for determining the flow rate of components of a multiphase medium. // Melnikov V.I., Drobkov V.P. - 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.110-112.2. Pismarov M.N. Calculation of the flow of a three-component medium during the calibration of a multiphase flow meter. Innovations and current problems of engineering and technology: materials of the All-Russian scientific and practical conference of young scientists in 2 volumes / M.N. Pismarov, K.Yu. Plesovskikh; under the editorship of A.A. Bolshakova. - Saratov: Saratov State Technical University, 2009. - T.1. - 360 p. - S. 110-112.

Claims (1)

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. A method of measuring the flow rate of a two-phase three-component medium, including calibrating a multiphase flow meter, processing the results of calibration work, synthesizing a mathematical model of the motion of a two-phase three-component medium, determining the interval of flow rates of liquid and oil gas, in which there is a permissible error in calculating the flow rates of oil, water and oil gas, characterized in that they carry out calibration work to obtain training experimental points, a number of the motion of a two-phase three-component medium with different maximum errors in determining the flow rate of the liquid, carry out calibration work to obtain test experimental points, from the test experimental points calculate the fluid flow rate using models of the movement of a two-phase three-component medium with different maximum errors, and at the minimum average absolute error for test experimental points choose a model for calculating the component flow rate of a two-phase rehkomponentnoy environment.
RU2011111517/28A 2011-03-25 2011-03-25 Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium RU2466356C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111517/28A RU2466356C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111517/28A RU2466356C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011111517A RU2011111517A (en) 2012-09-27
RU2466356C1 true RU2466356C1 (en) 2012-11-10

Family

ID=47078202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111517/28A RU2466356C1 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466356C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1515124A2 (en) * 1994-11-02 2005-03-16 Foster-Miller, Inc. Method and system for analyzing a two-phase flow

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1515124A2 (en) * 1994-11-02 2005-03-16 Foster-Miller, Inc. Method and system for analyzing a two-phase flow

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машиностроение, 1989, с.645-649. *
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. / М.Н.Письмаров, К.Ю.Плесовских; под. ред. А.А.Большакова. - Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2009, т.1, с.110-112. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011111517A (en) 2012-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2955165C (en) Improved signal travel time flow meter
EP2920558B1 (en) Multi-phase flow metering system
DK1261846T3 (en) Method and apparatus for determining volume flow rates and volume concentrations of liquid phase components and gas in a multiphase liquid / gas mixture
WO2011110817A3 (en) Method and apparatus for the measurement of a fluid flow restriction in a vessel
CN109917152B (en) Method for measuring average flow velocity of vertical line
RU2014111080A (en) SYSTEM AND METHOD FOR COMBINING A LOCATED NEXT FLOW METERS
RU2466356C1 (en) Method of measuring flow rate of two-phase three-component medium
AT509641A3 (en) METHOD FOR DETERMINING FLUX FLOW AFTER ULTRASONIC TIME METHOD
RU2476827C1 (en) Flow measuring method of two-phase three-component medium
RU2489685C2 (en) Method to measure flow of multi-phase liquid
EP2597434A3 (en) Signal processing method, signal processing apparatus, and Coriolis flowmeter
CN104142299A (en) Pressure compensation method of infrared methane sensor
RU2475706C2 (en) Method of measurement of flow rate of two-phase three-component medium
RU2007147504A (en) METHOD FOR DETERMINING CHARACTERISTICS OF A MULTIPHASE MIXTURE OF A LIQUID AND GAS
RU2382337C2 (en) Method for measurement of two-phase three-component medium flow
CN105631149B (en) A method of the time difference is asked based on correlation
RU2527667C2 (en) Method for measurement of flow rate of two-phase three-component medium
CN103278206A (en) Measuring instrument for measuring gas production of sealed container
CN104165711A (en) Verification table temperature measuring method based on Kalman filtering
RU2566158C2 (en) Oil well yield measuring method for measuring group units
JP5570787B2 (en) Flow meter filter system and method
JP2018534580A (en) Tapered tube area flowmeter using magnetostrictive distance measurement
JP2009002700A (en) U-tube type manometer and measuring method using this
CN104713631B (en) The detection method of bulk sound velocity in a kind of oil well
CN202533123U (en) Transmitter applied to coriolis mass flowmeter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160326